Техническая химия. Методические указания. Чернов Б.Б - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ им. Невельского | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

34
Иониты, или ионообменные смолы, представляют собой пористые поли-
мерные частицы размером 0,2–1,0 мм, содержащие подвижные ионы, способ-
ные к обмену. При пропускании воды через слой ионита происходит обмен ио-
нов электролитов, растворенных в воде, на эквивалентное число ионов из иони-
тов, в результате чего изменяется ионный состав воды и самих ионитов. Если
в
результате такой обработки воды происходит обмен катионами, то процесс на-
зывается катионированием, а само вещество – катионитом. При обмене анио-
нами процесс называется анионированием, а ионообменный материал – анио-
нитом. В катионитах в качестве подвижных ионов, способных к обмену, часто
используются ионы водорода или натрия, связанные со сложными органиче-
скими радикалами (R
k
), в анионитах – гидроксид-ионы, также связанные с ра-
дикалом (R
a
).
Катионит в водородной или натриевой формах в воде обменивает подвиж-
ные ионы водорода (натрия) на ионы жесткости Ca
2+
и Mg
2+
. Эти реакции идут
следующим образом:
2HR
k
+ Ca
2+
→ CaR
k2
+ 2H
+
; (1)
2NaR
k
+ Mg
2+
→ MgR
k2
+ 2Na
+
. (2)
При Н
+
-катионировании по мере поглощения ионов жесткости и выделения
в воду обменных ионов водорода фильтрат приобретает кислую реакцию, т. к.
происходит образование эквивалентной массы свободных минеральных кислот.
Увеличивается электропроводность воды, т. к. подвижность ионов водорода
выше подвижности ионов металлов. Общее солесодержание воды оказывается
меньше, чем у исходной воды, т.к. масса
перешедших в воду ионов водорода
меньше массы ионов Ca
2+
, Mg
2+
.
При Na
+
-катионировании вода приобретает щелочную реакцию. Общее со-
лесодержание воды несколько возрастает, т. к. масса перешедших в воду ионов
натрия выше эквивалентных масс магния и кальция. Электропроводность воды
также несколько возрастает из-за появления в воде подвижных ионов гидро-
ксида ОН
–
.
По законам ионного обмена в ряду активности катионов Na
+
, Ca
2+
, Mg
2+
ка-
ждый последующий катион поглощается катионитом интенсивнее, чем преды-
дущий. Каждый предыдущий ион может быть вытеснен из катионита после-
дующим, если они находятся в сопоставимых концентрациях.
При фильтровании через слой анионита в ОН-форме происходит обмен ио-
нов НСО
3
–
, SO
4
2–
, Сl
–
, HSiO
3
–
и др. исходной воды на ион ОН
–
в эквивалентном
соотношении:
R
a
(ОН) + НСО
3
→ R
a
HCO
3
+ ОН
–
; (4)
R
a
(ОН) + SO
4
2–
→ R
a2
SO
4
+ 2OH
–
; (5)
R
a
(ОН) + Сl
–
→ R
a
Cl + OH
–
. (6)
При анионировании исходной воды общее солесодержание фильтрата сни-
жается, т. к. масса ионов ОН
–
меньше массы ионов Сl
–
, SO
4
2–
, HSiO
3
–
и др. Вода
приобретает щелочную реакцию. Электропроводность фильтрата будет выше,
чем у исходной воды. 
   Иониты, или ионообменные смолы, представляют собой пористые поли-
мерные частицы размером 0,2–1,0 мм, содержащие подвижные ионы, способ-
ные к обмену. При пропускании воды через слой ионита происходит обмен ио-
нов электролитов, растворенных в воде, на эквивалентное число ионов из иони-
тов, в результате чего изменяется ионный состав воды и самих ионитов. Если в
результате такой обработки воды происходит обмен катионами, то процесс на-
зывается катионированием, а само вещество – катионитом. При обмене анио-
нами процесс называется анионированием, а ионообменный материал – анио-
нитом. В катионитах в качестве подвижных ионов, способных к обмену, часто
используются ионы водорода или натрия, связанные со сложными органиче-
скими радикалами (Rk), в анионитах – гидроксид-ионы, также связанные с ра-
дикалом (Ra).
   Катионит в водородной или натриевой формах в воде обменивает подвиж-
ные ионы водорода (натрия) на ионы жесткости Ca2+ и Mg2+. Эти реакции идут
следующим образом:
                              2HRk + Ca2+ → CaRk2 + 2H+;                  (1)
                                         2+             +
                            2NaRk + Mg → MgRk2 + 2Na .                    (2)
           +
    При Н -катионировании по мере поглощения ионов жесткости и выделения
в воду обменных ионов водорода фильтрат приобретает кислую реакцию, т. к.
происходит образование эквивалентной массы свободных минеральных кислот.
Увеличивается электропроводность воды, т. к. подвижность ионов водорода
выше подвижности ионов металлов. Общее солесодержание воды оказывается
меньше, чем у исходной воды, т.к. масса перешедших в воду ионов водорода
меньше массы ионов Ca2+, Mg2+.
    При Na+-катионировании вода приобретает щелочную реакцию. Общее со-
лесодержание воды несколько возрастает, т. к. масса перешедших в воду ионов
натрия выше эквивалентных масс магния и кальция. Электропроводность воды
также несколько возрастает из-за появления в воде подвижных ионов гидро-
ксида ОН–.
    По законам ионного обмена в ряду активности катионов Na+, Ca2+, Mg2+ ка-
ждый последующий катион поглощается катионитом интенсивнее, чем преды-
дущий. Каждый предыдущий ион может быть вытеснен из катионита после-
дующим, если они находятся в сопоставимых концентрациях.
    При фильтровании через слой анионита в ОН-форме происходит обмен ио-
нов НСО3–, SO42–, Сl–, HSiO3– и др. исходной воды на ион ОН– в эквивалентном
соотношении:
                         Ra(ОН) + НСО3 → RaHCO3 + ОН–;                    (4)
                                      2–              –
                        Ra(ОН) + SO4 → Ra2SO4 + 2OH ;                     (5)
                                    –            –
                         Ra(ОН) + Сl → RaCl + OH .                       (6)
    При анионировании исходной воды общее солесодержание фильтрата сни-
жается, т. к. масса ионов ОН– меньше массы ионов Сl–, SO42–, HSiO3– и др. Вода
приобретает щелочную реакцию. Электропроводность фильтрата будет выше,
чем у исходной воды.

 34

Страницы