Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Основные физико-химические характеристики ионитов




Основными свойствами ионитов, определяющими их качество как сорбентов, являются емкость, кислотно-основные свойства, селективность, набухаемость, химическая стойкость, механическая прочность.

Под емкостью понимают способность ионита обменивать противоионы. Емкость определяется числом ионогенных групп в ионите и поэтому теоретически является постоянной величиной. Однако практически она зависит от ряда условий. Различают статическую обменную емкость (СОЕ) и динамическую обменную емкость (ДОЕ). Статическая обменная емкость – полная емкость, характеризующая общее число ионогенных групп в миллиэквивалентах, приходящихся на единицу массы воздушно-сухого или на единицу объема набухшего ионита.

По кислотно-основным свойствам иониты делят на группы:

1) сильнокислотные катиониты (–SO H),

2) слабокислотные катиониты (–OH, –COOH, –SiOH),

3) слабоосновные аниониты (–NH , =NH, N ),

4) сильноосновные аниониты ,

5) полифункциональные иониты, в том числе амфолиты (амфотерные).

Характерным свойством ионитов является набухаемость при контакте сухого ионита с раствором. Особенно сильно набухают синтетические ионообменные смолы.

Набухание непосредственно связано с кинетическими характеристиками ионитов, особенно органических. Оно увеличивает скорость ионного обмена. При обсуждении кинетики процесса ионного обмена обычно рассматривают пять его стадий с учетом взаимной диффузии противоионов:

1) диффузия адсорбирующихся ионов из раствора к поверхности нонита,

2) диффузия внутри зерна ионита,

3) обмен ионов,

4) диффузия замещенных ионов к поверхности ионита,

5) диффузия от поверхности ионита в раствор.

Наиболее медленной является стадия диффузии внутри зерен ионита. Она и определяет, главным образом, скорость ионного обмена. Диффузия в растворе может быть ускорена, например, с помощью перемешивания. Скорость же диффузии внутри зерна может быть увеличена, если уменьшить его размеры и повысить температуру. Для увеличения скорости ионного обмена уменьшают степень сшивки полимера при его синтезе (увеличивается набухание) и придают ионитам макропористую структуру путем введения при синтезе растворителей, которые затем удаляют из образовавшихся пор вымыванием или нагреванием. В зависимости от природы ионитов и обменивающихся ионов, а также от их концентрации время установления ионообменного равновесия колеблется от нескольких минут до нескольких суток.

Важными характеристиками ионитов являются их химическая стойкость и механическая устойчивость. Практически ценной характеристикой является стойкость к кислотам, щелочам и окислителям, под действием которых может разрушаться структура ионита. Химическая стойкость оценивается по потере обменной емкости. Механическую прочность ионитов определяют по изменению фракционного состава после определенного числа циклов адсорбции-десорбции или после встряхивания на вибрационном аппарате [4].

Умягчение воды методом ионного обмена

Для умягчения воды применяют катиониты, обменивающие ионы натрия или водорода на содержащиеся в воде ионы кальция и магния:

[Kat]Na + Ca(HCO3)2 [Kat]2Ca + 2NaHCO3;

[Kat]Na + Mg(HCO3)2 [Kat]2Mg + 2NaHCO3;

[Kat]Na + CaSO4 [Kat]2Ca + Na2SO4;

[Kat]Na + MgCl2 [Kat]2Ca + 2NaCl,

где [Kat] – сложный комплекс катионита, практически нерастворимый в воде.

Регенерация катионитовых фильтров после истощения их обменной способности производится 5…10%-ным раствором поваренной соли:

[Kat]2Ca + 2NaCl 2[Kat]Na + СаCl2;

[Kat]2Mg + 2NaCl 2[Kat]Na + MgCl2.


ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Умягчение воды на катионитовой колонке

Цель работы

1. Изучить ионообменную адсорбцию.

2. Ознакомиться с методом умягчения воды с помощью катионообменных смол.






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных