Difúze měďnatých iontů v huminových hydrogelech

Abstract

Tato práce se zaměřuje na studium difúze měďnatých iontů v hydrogelech huminových kyselin. Celkem osm různých hydrogelů bylo připraveno rozpuštěním huminových kyselin hydroxidem sodným a trifosforečnanem sodným. Pro jejich srážení, resp. síťování byla použita kyselina chlorovodíková a chloridy hořečnaté, vápenaté a železité. Modifikací přípravy hydrogelových systémů bylo dosaženo rozdílných interakcí tvořících dané gely. Cílem práce bylo posoudit vliv postupu přípravy na transportní vlastnosti gelů. Pro všechny gely byly proto zjištěny difúzní koeficienty. K jejich stanovení byly použity dvě různé metody: difúze z konstantního zdroje a difúze z okamžitého plošného zdroje. Metody se liší zdrojovou koncentrací měďnatých iontů a jsou tak vhodné pro posouzení vlivu koncentrace měďnatých iontů na difúzní koeficient. Oba postupy byly založeny na monitorování časového vývoje difúzních profilů měďnatých iontů v gelech a příp. stanovení celkového difúzního toku. Měďnaté ionty byly jako difundující médium zvoleny pro svou vysokou afinitu a silnou vazbu k huminovým kyselinám. Z měření vyplývá, že gely připravené použitím polyfosfátu umožňují mírně rychlejší difúzi měďnatých iontů gelem a že také metoda konstantního zdroje oproti metodě okamžitého plošného zdroje poskytovala vyšší hodnoty difúzních koeficientů.Presented diploma thesis focuses on the study of diffusion of cupric ions in humic acid hydrogels. A total of eight different hydrogels were prepared by dissolving the humic acids with sodium hydroxide and sodium triphosphate. For the purpose of precipitation and cross linking, hydrochloric acid and chlorides of magnesium, calcium and iron were used during a modified preparation of gels. Different gel-forming interactions were achieved by modifying the preparation of hydrogel systems. The aim of the thesis was to assess the effect of gel preparation procedure on the transport properties of the gels. Therefore, diffusion coeficients were determined for all samples. Two different methods - constant-source diffusion and instantaneous planar source diffusion - were used to assign the diffusion coefficients. Methods differ in source concentrations of cupric ions and are suitable for assessing the impact of the concentration on the diffusion coefficient. Both these methods were based on monitoring temporal evolution of diffusion profiles of cupric ions and on assigning the overall diffusion flow. Copper ions were elected as diffusing medium because of their high affinity and strong binding to humic acids. Measurements show that gels prepared using polyphosphate allow slightly faster diffusion of cupric ions and that the constant-source method provides higher diffusion coefficients in comparison to instantaneous planar source method.