В машиносторении и приборостроении широко используются растворы, содержащие хром (VI) и цинк, для нанесения гальванических покрытий хромом и цинком [1].
Обезвреживание хромосодержащих сточных вод и отработанных электролитов осуществляется в две стадии. На первой стадии происходит восстановление хрома VI до III [2, 3], как правило, используя в качестве восстановителя сульфит или бисульфит натрия в кислой среде:
На второй стадии осуществляется осаждение хрома (III) с другими ионами тяжелых металлов в виде гидроксидов путем добавления гидроксида кальция (Са(ОН)2) [2–4]:
где: М+х – катион хрома или иона тяжелого металла;
х – валентность металла.
Обезвреживание сточных вод, а тем более отработанных высококонцентрированных электролитов указанным способом приводит к безвозвратным потерям хрома и других тяжелых металлов, например цинка, так как образовавшийся осадок рекомендуется вывозить на полигон захоронения, который представляет собой «бомбу замедленного действия», поскольку, происходит растворение-вымывание осадка, т. е. переход ионов тяжелых металлов в подземные или поверхностные воды. Гидроксиды цинка и хрома (III) при достаточно высоких значениях рН растворяются с образованием гидроксокомплексов.
Таким образом, представляет определенный теоретический и, несомненно, практический интерес получение уравнения зависимости доли иона металла, перешедшего в малорастворимый гидроксид, и суммарной концентрации иона металла и его гидроксокомплекса над осадком гидроксида металла в зависимости от рН раствора. Это позволит наиболее полно удалять ионы хрома и цинка из раствора и тем самым предотвратить их попадание в городскую канализационную сеть.
В растворе, содержащем лиганд (OH) способный образовывать одно комплексное соединение с металлом [M(OH)y (-y+x)] и осадок гидроксида металла (M(OHx ), устанавливаются два равновесия:
где: ПР – произведение растворимости гидроксида;
K – константа нестойкости гидроксокомплекса;