还原剂的应用

概述^[1]

还原剂是指在氧化—还原反应中失去电子(或电子对偏离)的反应物。在反应中还原剂中元素的化合价(或氧化数)升高。还原剂能还原其它物质而自身在反应中被氧化。还原剂通常是指容易失去电子的物质，常见的有：(1)活泼金属，如钠、钾、镁、铝、铁等。(2)具有低化合价(氧化数)的金属离子，如Fe2+、Sn2+等。(3)非金属离子，如I-、S2-等。(4)含有低化合价(氧化数)元素的含氧化合物，如CO、SO2、Na2SO3、Na2S2O3、NaNO2等。根据还原剂失去电子的难易程度，可分为弱还原剂和强还原剂，定量地判断还原剂还原能力的大小，应根据该还原剂及其氧化产物所组成的氧化还原电对的标准电极电位E0值来确定，E0值越负，表明该还原剂的还原能力越强。

应用^[2]

针对实验室六价铬废水选取焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁、氯化亚铁5种常见的还原剂进行处理研究。选取焦亚硫酸钠、无水亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁及氯化亚铁5种还原剂对实验室产生的浓度为100mg/L的六价铬废水进行还原反应。实验中六价铬浓度的测定均采用二苯碳酰二肼分光光度法(GB/T7467—1987)进行测定。

1)焦亚硫酸钠还原实验：取废水原样液60mL加入到1号、2号、3号三个烧杯中，依次调节其pH为2、2.5和3，然后分别往三个调节好不同pH值的烧杯中加入浓度为1.644g/L的焦亚硫酸钠溶液11mL，反应20min，取反应后的样液按国标法测定其六价铬浓度；按相同的方法分别做投加量为12，13，14，15，16，17mL的还原反应实验。

2）亚硫酸钠还原实验：取废水60mL，按与焦亚硫酸钠还原实验相同的方法与步骤依次投加浓度为2.184g/L的亚硫酸钠溶液13，14，15，16mL进行实验。

3）硫代硫酸钠还原实验：取废水60mL，按与焦亚硫酸钠还原实验相同的

方法与步骤依次投加浓度为1.608g/L的硫代硫酸钠溶液40，43，44，45，50mL进行实验。

4）硫酸亚铁还原实验：取废水60mL，按与焦亚硫酸钠还原实验相同的方法与步骤依次投加18，19，20，21，22mL的硫酸亚铁作为还原剂进行实验。

5）氯化亚铁还原实验：取废水60mL，按与焦亚硫酸钠还原实验相同的方法与步骤依次投加18，19，20，21，22mL的硫酸亚铁作为还原剂进行实验。

结果显示：焦亚硫酸钠在pH=2.5的条件下处理效果，六价铬的去除率达到99.84%；亚硫酸钠在pH=2.0的条件下处理效果，对应的去除率达到99.06%；硫代硫酸钠在pH=2.0的条件下处理效果，去除率达到99.28；硫酸亚铁和氯化亚铁在反应溶液pH为2～3的条件下去除效果相差不大，两者的去除率都达到100%。就处理率而言，5种不同还原剂对六价铬废水的处理率都达到99%以上，但不同还原剂的处理费用不一样，焦亚硫酸钠处理每吨浓度为100mg/L的六价铬废水所需要的试剂费用为2.86元，亚硫酸钠、硫代硫酸钠、氯化亚铁及硫酸亚铁4种还原剂处理相同废水所需要的试剂费用分别为3.575，7.08，14.28，6.72元。因此，综合考虑对六价铬废水的处理率和经济性两方面因素，焦亚硫酸钠为5种还原剂中还原剂。

主要参考资料

[1]中学教师实用化学辞典

[2] 不同还原剂处理实验室Cr(VI)废水研究*