<<
>>

8.2. Определение выхода гуминовых кислот

Выход гуминовых кислот – показатель, который определяют для общей химико-генетической оценки вещественного состава углей, для характери­стики бурых углей, для оценки степени окисленности каменных углей и для оценки углей как сырья для производства углещелочных реагентов и гуминовых удобрений.

Гуминовые кислоты объединены в отдельную группу веществ на основе их общего свойства – способности растворяться в растворах щелочей и выпадать в осадок при подкислении этих растворов. Гуминовые кислоты составляют значительную часть органической массы бурых углей, их вы­ход колеблется от 2 до 88%. По химической природе гуминовые кислоты представляют собой смесь веществ, обладающих свойствами кислот за счёт того, что в их структуре имеются кислотные функциональные группы (кар­боксильные группы СООН- и фенольные гидроксильные группы ОН-). Как типичные кислоты, гуминовые кислоты при взаимодействии с основаниями образуют соли – гуматы, из которых только гуматы натрия, калия и ам­мония растворимы в воде. В угле часть функциональных групп гуминовых кислот находится в Н+- форме, в них водород в СООН- и ОН- группах не замещён на катион. Другая часть находится в виде гуматов – нерастворимых солей кальция, магния, бария, алюминия, в основном кальция.

Гуминовые кислоты и их соли обладают общим свойством, на котором основан метод выделения гуминовых кислот, – способностью к обмену катионами. При погружении угля в раствор щелочи происходят замещение протона Н+ свободных функциональных групп на ион Na+ или К+ и одно­временно обмен катионов в гуматах на Na+ или К+. По мере образования, гуматы натрия или калия переходят в раствор. Обмен катионов – процесс медленный и протекает до состояния равновесия в системе:

Гум Са + Na+ ↔ Гум Na + Са2+.

Для ускорения обмена катионов в качестве экстрагента используют ще­лочной раствор пирофосфата натрия Na4P2О7. В результате реакции обмена образуется нерастворимый в воде и щелочи пирофосфат кальция Са2Р2О7. Поэтому реакция обмена становится необратимой и протекает практически в одном направлении с достаточной скоростью.

В соответствии с принятыми на практике методами определения выхода гуминовых кислот были введены понятия о свободных и общих гуминовых кислотах.

Свободные гуминовые кислоты – это гуминовые кислоты, извлекаемые из углей раствором гидроксида натрия.

Общие гуминовые кислоты – это гуминовые кислоты, извлекаемые из углей экстракцией щелочным раствором пирофосфата натрия с последующей экстракцией раствором гидроксида натрия.

В практике изучения ТГИ применяют различные методы определения выхода гуминовых кислот. В настоящее время основными являются мето­ды, предусмотренные в ГОСТ 9517-94 (ИСО 5073:1985) «Топливо твёрдое. Методы определения выхода гуминовых кислот».

ГОСТ 9517-94 (ИСО 5073:1985) распространяется на бурые, окислен­ные каменные угли и лигниты и устанавливает методы определения выхода общих и свободных гуминовых кислот.

При определении выхода общих гуминовых кислот на первой ступени их извлечения используют щелочной раствор пирофосфата натрия. Посколь­ку пирофосфат натрия извлекает из угля только часть гуминовых кислот, в стандартном методе предусмотрена вторая ступень выделения гуминовых кислот: остаток угля после извлечения гуминовых кислот пирофосфатом натрия обрабатывают 1%-ным раствором NaOH при нагревании в течение 2 ч.

Щелочные экстракты, полученные на первой и второй ступенях, объединяют, и гуминовые кислоты осаждают избытком соляной кислоты, получая выход общих гуминовых кислот.

При определении выхода свободных гуминовых кислот уголь экстраги­руют 1%-ным раствором гидроксида натрия при нагревании в течение 2 ч. Щелочной экстракт осаждают избытком соляной кислоты.

<< | >>
Источник: Самойлик В.Г.. Классификация твёрдых горючих ископаемых и методы их исследований: [монография] / В.Г. Самойлик. – Харьков: Водный спектр Джи-Ем-Пи,2016. – 308 с.. 2016

Еще по теме 8.2. Определение выхода гуминовых кислот:

  1. 8.2.3 Пробоподготовка в анализе объектов окружающей среды
  2. § 2. «Определения» — лексикографический итог всей философии Платона
  3. Содержание
  4. 3.1.2. Условия превращения растительных остатков
  5. 3.2. Углефикация
  6. Определение группового состава твёрдых горючих ископаемых является традиционным методом их исследования.
  7. 8.1. Определение содержания битумов
  8. 8.2. Определение выхода гуминовых кислот
  9. 8.2.1. Определение выхода общих гуминовых кислот
  10. 8.2.2. Определение выхода свободных гуминовых кислот