تمت مناقشة اطروحة الماجستير الموسومة” ازالة الكادميوم من المياه الملوثة بالترسيب الكهروكيمياوي باستخدام حزمة من الانابيب الفولاذية متحدة المركز.” للطالب انس بديوي سلمان.في قسم الهندسة الكيمياوية بكلية الهندسة/جامعة بغداد.وقد اشرف على إعداد الأطروحة أ.د. عباس حميد سليمون و أ.م.د. بسمة عباس عبد المجيد.وتألفت لجنة المناقشة من أ.د. عبد الحليم عبد الكريم محمد(رئيسا), أ.د. أبرائيل يركسي يارو(عضوا) أ.م.د. احمد فائق حسن (عضوا), أ.م.د. نصير عبود عيسى (عضوا) ,أ.م.د. محمد عبد عطية السراج (عضوا).بعد امتحان لجنة المناقشة الطالب في محتويات الأطروحة,قررت اللجنة منح الطالب شهادة الماجستير.
ملخص بحث الطالب هو كالآتي:
– تم دراسة انتقال الكتلة الخاص بايونات الكادميوم الثنائية الى سطح اسطوانة دوراة مصنوعة من مادة الفولاذ المقاوم للتاكل (كقطب كاثود) بواسطة قياس التيار المحدد لتفاعل اختزال ايونات الكادميوم الكاثودي في محلول كبريتات الصوديوم بتركيز 0,5 مولار باستخدام خلية ثلاثية الاقطاب يكون فيها القطب العامل هو الاسطوانة الفولاذية الدوارة من خلال تجارب الفولت امبيرية الهيدروديناميكية.
المتغيرات التي تمت دراستها هي مقدار حموضة المحلول (4, 5, 6 و 7), والتركيز الابتدائي لايونات الكادميوم الثنائية (50, 100, 200, 300 و 400 ملغم/لتر), وسرعة دوران الاسطوانة (100, 150, 200 و250 دورة/ثانية).
تم ايجاد مقدار جهد اختزال ايونات الكادميوم التي تكون فيها الخطوة المحددة لسرعة التفاعل هي انتقال كتلة ايونات الكادميوم الى سطح الاسطوانة, وكانت هذه القيمة تساوي 0,13 فولت.
وتم ايضا حساب معامل الانتشارية وايجاد علاقة تجريبية تربط هذا المعامل مع التركيز الابتدائي لايونات الكادميوم الثنائية.
تم الاستنتاج بان زيادة حموضة المحلول تزيد من مقدار معامل انتقال الكتلة, وهذا التأثير يختفي بصورة تامة عند مقدار حموضة يساوي 7.تم تحويل النتائج المختبريية الى علاقة تجريبية لتعبر عن انتقال الكتلة .
تم استخدام جهد الاختزال الذي تم الحصول عليه من تجارب الفولت امبيرية الهيدروديناميكية ليكون الجهد المسلط في منظومتين رياديتين من اجل ضمان ابقاء العملية تحت سيطرة انتقال الكتلة. المتغيرات التي تمت دراستها في هذه المنظومات هي: التركيز الابتائي لايونات الكادميوم الثنائية, درجة الحموضة, ومعدل جريان المحلول.
2- المنظومة الاولى تعمل بمفاعل الكتروليتي ذوقطب يتكون من اسطوانات ملساء متحدة المركز مصنوعة من مادة الفولاذ المقاوم للتاكل, والمنظومة الثانية تعمل بمفاعل الكتروليتي يتكون من اسطوانات متحدة المركز مصنوعة من شبكة معدنية من مادة الفولاذ المقاوم للتاكل.
تم حساب معامل انتقال الكتلة للمنظومة الاولى وتم ربط القيم المحسوبة مع التركيز الابتدائي بعلاقة تجريبية. وتم ربط مقدرا معامل انتقال الكتلة مع درجة الحموضة. وتم الاستنتاج بان تأثير درجة الحموضة يختفي بصورة تامة عند درجة حموضة تساوي 7.
وتم ايضا دراسة تأثير معدل جريان المحلول على معامل انتقال الكتلة, وتم ربط هذين المقدارين بعلاقة تجريبية.
تم ايضا دراسة وتحليل كفاءة المنظومة عن طريق انشاء (مخططات الكفاءة) لنسبة التحول, وكفاءة التيار التراكمية, والازاحة الزمنية, وسرعة الازاحة المعدلة.
2- تم تشغيل المنظومة الريادية الثانية لتعمل تحت ظروف يكون فيها انتقال المادة الى سطح القطب هو الخطوة المحددة للسرعة, وذلك بتسليط فرق الجهد الذي تم ايجاده بتجارب الفولت امبيرية الهيدروديناميكية.
تم دراسة تأثير كل من تركيز ايونات الكادميوم الابتدائي, درجة الحموضة, ومعدل جريان المحلول على عمل المنظومة. تم ايضا حساب معامل انتقال الكتلة وايجاد علاقة تجريبية تربط مقدار معامل انتقال الكتلة مع التركيز الابتدائي لايونات الكادميوم.
وكما هو الحال في حالة القطب الاملس, فان تأثير درجة الحموضة يختفي تماما عند درجة حموضة تساوي 7.
لوحظ ان زيادة معدل الجريان تزيد بشكل ملحوظ مقدار معامل انتقال الكتلة, وتم ربط مقدار هذا المعامل مع معدل جريان المحلول بعلاقة تجريبية.
وقد اظهر القطب الشبكي نسبة تحول اعلى مما اظهر القطب الاملس, وكفاءة تيار تراكمية اقل مما اظهر القطب الاملس.
اما بالنسبة لكل من الازاحة الزمنية وسرعة الازاحة المعدلة, فان هذه القيم في حالة القطب الشبكي اعلى منه في حالة القطب الاملس.
وتم تحويل النتائج المختبرية الى العلاقة التجريبية التالية لتعبر عن انتقال الكتلة في حالة القطب الشبكي.
تم ايضا حساب درجة تفاعل اختزال ايونات الكادميوم ووجد بان تفاعل اختزال الكادميوم هو تفاعل من الدرجة الاولى وتم حساب ثابت التفاعل تحت الظروف المستخدمة في هذا العمل.
ملخص بحث الطالب هو كالآتي:
– تم دراسة انتقال الكتلة الخاص بايونات الكادميوم الثنائية الى سطح اسطوانة دوراة مصنوعة من مادة الفولاذ المقاوم للتاكل (كقطب كاثود) بواسطة قياس التيار المحدد لتفاعل اختزال ايونات الكادميوم الكاثودي في محلول كبريتات الصوديوم بتركيز 0,5 مولار باستخدام خلية ثلاثية الاقطاب يكون فيها القطب العامل هو الاسطوانة الفولاذية الدوارة من خلال تجارب الفولت امبيرية الهيدروديناميكية.
المتغيرات التي تمت دراستها هي مقدار حموضة المحلول (4, 5, 6 و 7), والتركيز الابتدائي لايونات الكادميوم الثنائية (50, 100, 200, 300 و 400 ملغم/لتر), وسرعة دوران الاسطوانة (100, 150, 200 و250 دورة/ثانية).
تم ايجاد مقدار جهد اختزال ايونات الكادميوم التي تكون فيها الخطوة المحددة لسرعة التفاعل هي انتقال كتلة ايونات الكادميوم الى سطح الاسطوانة, وكانت هذه القيمة تساوي 0,13 فولت.
وتم ايضا حساب معامل الانتشارية وايجاد علاقة تجريبية تربط هذا المعامل مع التركيز الابتدائي لايونات الكادميوم الثنائية.
تم الاستنتاج بان زيادة حموضة المحلول تزيد من مقدار معامل انتقال الكتلة, وهذا التأثير يختفي بصورة تامة عند مقدار حموضة يساوي 7.تم تحويل النتائج المختبريية الى علاقة تجريبية لتعبر عن انتقال الكتلة .
تم استخدام جهد الاختزال الذي تم الحصول عليه من تجارب الفولت امبيرية الهيدروديناميكية ليكون الجهد المسلط في منظومتين رياديتين من اجل ضمان ابقاء العملية تحت سيطرة انتقال الكتلة. المتغيرات التي تمت دراستها في هذه المنظومات هي: التركيز الابتائي لايونات الكادميوم الثنائية, درجة الحموضة, ومعدل جريان المحلول.
2- المنظومة الاولى تعمل بمفاعل الكتروليتي ذوقطب يتكون من اسطوانات ملساء متحدة المركز مصنوعة من مادة الفولاذ المقاوم للتاكل, والمنظومة الثانية تعمل بمفاعل الكتروليتي يتكون من اسطوانات متحدة المركز مصنوعة من شبكة معدنية من مادة الفولاذ المقاوم للتاكل.
تم حساب معامل انتقال الكتلة للمنظومة الاولى وتم ربط القيم المحسوبة مع التركيز الابتدائي بعلاقة تجريبية. وتم ربط مقدرا معامل انتقال الكتلة مع درجة الحموضة. وتم الاستنتاج بان تأثير درجة الحموضة يختفي بصورة تامة عند درجة حموضة تساوي 7.
وتم ايضا دراسة تأثير معدل جريان المحلول على معامل انتقال الكتلة, وتم ربط هذين المقدارين بعلاقة تجريبية.
تم ايضا دراسة وتحليل كفاءة المنظومة عن طريق انشاء (مخططات الكفاءة) لنسبة التحول, وكفاءة التيار التراكمية, والازاحة الزمنية, وسرعة الازاحة المعدلة.
2- تم تشغيل المنظومة الريادية الثانية لتعمل تحت ظروف يكون فيها انتقال المادة الى سطح القطب هو الخطوة المحددة للسرعة, وذلك بتسليط فرق الجهد الذي تم ايجاده بتجارب الفولت امبيرية الهيدروديناميكية.
تم دراسة تأثير كل من تركيز ايونات الكادميوم الابتدائي, درجة الحموضة, ومعدل جريان المحلول على عمل المنظومة. تم ايضا حساب معامل انتقال الكتلة وايجاد علاقة تجريبية تربط مقدار معامل انتقال الكتلة مع التركيز الابتدائي لايونات الكادميوم.
وكما هو الحال في حالة القطب الاملس, فان تأثير درجة الحموضة يختفي تماما عند درجة حموضة تساوي 7.
لوحظ ان زيادة معدل الجريان تزيد بشكل ملحوظ مقدار معامل انتقال الكتلة, وتم ربط مقدار هذا المعامل مع معدل جريان المحلول بعلاقة تجريبية.
وقد اظهر القطب الشبكي نسبة تحول اعلى مما اظهر القطب الاملس, وكفاءة تيار تراكمية اقل مما اظهر القطب الاملس.
اما بالنسبة لكل من الازاحة الزمنية وسرعة الازاحة المعدلة, فان هذه القيم في حالة القطب الشبكي اعلى منه في حالة القطب الاملس.
وتم تحويل النتائج المختبرية الى العلاقة التجريبية التالية لتعبر عن انتقال الكتلة في حالة القطب الشبكي.
تم ايضا حساب درجة تفاعل اختزال ايونات الكادميوم ووجد بان تفاعل اختزال الكادميوم هو تفاعل من الدرجة الاولى وتم حساب ثابت التفاعل تحت الظروف المستخدمة في هذا العمل.
