Практикум по общей химии. Охинов Б.Д - 53 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

105
OH2CaCO2)OH(Ca)HCO(Ca
23223
+
=
+
;
OH2CaCOMgCO)OH(Ca)HCO(Mg
233223
+
+
=
+
.
Аналогичный метод (превращение растворимых солей
кальция или магния в практически нерастворимые соединения)
можно использовать для устранения постоянной (некарбонат-
ной) жесткости. Для этого к воде необходимо добавлять карбо-
нат или фосфат натрия:
NaCl2CaCOCONaCaCl
3322
+
=
+
;
423324
SONaMgCOCONaMgSO
+
=
+
;
NaCl6)PO(CaPONa2CaCl3
243432
+
=
+
;
42243434
SONa3)PO(MgPONa2MgSO3
+
=
+
.
Недостатками известково-содового метода удаления жест-
кости воды является необходимость приготовление растворов
соды и извести строго определенной концентрации, установле-
ние количественного соотношения между очищаемой водой и
этими растворами, а также проведения непрерывного анализа
как очищаемой, так и очищенной воды. Эти недостатки отсутст-
вуют при ионитном способе устранения жесткости.
Иониты – это сложные вещества, способные связывать со-
держащиеся в воде ионы. Иониты бывают двух типов: катиони-
ты (которые удаляют из воды катионы) и аниониты (удаляющие
из воды анионы).
Сущность ионитного способа выглядит следующим обра-
зом: очищаемую воду сначала пропускают через Н-катионит
*
,
содержащий в своем составе карбоксильные группы
COOH
−
или сульфогруппы
HSO
3
−
. Происходящие при этом процессы
можно передать условными уравнениями реакций:
++
+−→+− HCOOMeMeCOOH ;
++
+−→+− HMeSOMeHSO
33
.
В результате подобных реакций из воды удаляются катио-
ны металлов, в том числе катионы кальция и магния, что приво-
*
Н-катионит – это полимерная смола, которая удерживает рас-
творенные в воде катионы металлов, заменяя их ионами водорода
+
H .
106
дит к умягчению воды, снижению щелочности и уменьшению
солесодержания. Но при этом возрастает кислотность воды, что
увеличивает ее коррозионную агрессивность. Поэтому для сни-
жения кислотности воду пропускают через анионит, содержа-
щий в своем составе аминогруппы
2
NH
−
. Такого типа анионит
захватывает из воды не только анионы, но и сопряженные с ни-
ми ионы водорода:
An]NH[AnHNH
32
−→++−
−+
.
Используя ионно-обменные свойства ионитов, можно до-
биться полного обессоливания воды. Другими словами, ионит-
ный метод – наиболее эффективный способ устранения жестко-
сти, но, надо сказать, что и самый дорогостоящий. Именно по-
следнее обуславливает весьма незначительное распространение
данного метода «умягчения» воды. 
        Ca (HCO 3 ) 2 + Ca (OH) 2 = 2CaCO 3 + 2H 2 O ;                 дит к умягчению воды, снижению щелочности и уменьшению
                                                                       солесодержания. Но при этом возрастает кислотность воды, что
    Mg (HCO 3 ) 2 + Ca (OH) 2 = MgCO 3 + CaCO 3 + 2H 2 O .             увеличивает ее коррозионную агрессивность. Поэтому для сни-
      Аналогичный метод (превращение растворимых солей                 жения кислотности воду пропускают через анионит, содержа-
кальция или магния в практически нерастворимые соединения)             щий в своем составе аминогруппы − NH 2 . Такого типа анионит
можно использовать для устранения постоянной (некарбонат-
                                                                       захватывает из воды не только анионы, но и сопряженные с ни-
ной) жесткости. Для этого к воде необходимо добавлять карбо-
                                                                       ми ионы водорода:
нат или фосфат натрия:
            CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2 NaCl ;                                    − NH 2 + H + + An − → [− NH 3 ]An .
                                                                             Используя ионно-обменные свойства ионитов, можно до-
             MgSO 4 + Na 2 CO 3 = MgCO 3 + Na 2 SO 4 ;                 биться полного обессоливания воды. Другими словами, ионит-
            3CaCl 2 + 2 Na 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6 NaCl ;          ный метод – наиболее эффективный способ устранения жестко-
          3MgSO 4 + 2 Na 3 PO 4 = Mg 3 (PO 4 ) 2 + 3Na 2 SO 4 .        сти, но, надо сказать, что и самый дорогостоящий. Именно по-
                                                                       следнее обуславливает весьма незначительное распространение
      Недостатками известково-содового метода удаления жест-           данного метода «умягчения» воды.
кости воды является необходимость приготовление растворов
соды и извести строго определенной концентрации, установле-
ние количественного соотношения между очищаемой водой и
этими растворами, а также проведения непрерывного анализа
как очищаемой, так и очищенной воды. Эти недостатки отсутст-
вуют при ионитном способе устранения жесткости.
      Иониты – это сложные вещества, способные связывать со-
держащиеся в воде ионы. Иониты бывают двух типов: катиони-
ты (которые удаляют из воды катионы) и аниониты (удаляющие
из воды анионы).
      Сущность ионитного способа выглядит следующим обра-
зом: очищаемую воду сначала пропускают через Н-катионит*,
содержащий в своем составе карбоксильные группы − COOH
или сульфогруппы − SO 3 H . Происходящие при этом процессы
можно передать условными уравнениями реакций:
              − COOH + Me + → −COOMe + H + ;
               − SO 3 H + Me + → −SO 3 Me + H + .
      В результате подобных реакций из воды удаляются катио-
ны металлов, в том числе катионы кальция и магния, что приво-

      *
          Н-катионит – это полимерная смола, которая удерживает рас-
                                                                   +
творенные в воде катионы металлов, заменяя их ионами водорода H .
                                  105                                                              106

Страницы