Филиал федерального государственного бюджетного
образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский университет «МЭИ»
в г. Смоленске
Кафедра промышленной теплоэнергетики
РЕФЕРАТ
по дисциплине
«Охрана окружающей среды от выбросов теплоэнергетики»
на тему
«Несогласованность расчетов рассеивания в атмосфере вредных веществ и нормирование их концентрации».
Студент группы ЭО-12
Хамдамов А.П.
Научный руководитель:
доцент Новиков Г.Ю.
Смоленск 2014 г.
Оглавление
Оглавление 2
Обработка воды методом ионного обмена 3
Физико-химические основы ионного обмена 3
H+<Na+<Mg2+<Ca2+. 5
ОН – <HSiO3 – <HCO3 – < Cl – < SO42 –. 5
Свойства ионитов 6
Аниониты. 6
Аниониты имеют в своем составе в качестве функциональных активных групп различают амины в порядке возрастания их основности: 6
Требования к качеству ионитов: 7
Натрий-катионирование 8
Список использованных источников: 25
Обработка воды методом ионного обмена Физико-химические основы ионного обмена
Методы ионного обмена принципиально отличаются от методов осаждения тем, что удаляемые из воды примеси не образуют осадка, и тем, что такая обработка не требует непрерывного дозирования реагентов. Эксплуатация ионитных фильтров значительно проще, габариты аппаратов меньше, а эффект очистки выше.
Сущность ионного обмена заключается в использовании способности специальных материалов, называемых ионообменными материалами или ионитами, изменять в желаемом направлении ионный состав воды.
Способность ионитов к ионному обмену объясняется их специфической структурой. Ионит состоит из твердой нерастворимой в воде молекулярной сетки, к отдельным местам которой на поверхности и внутри ее массы присоединены химически активные функциональные группы атомов ионита. С электрохимической точки зрения каждая молекула является своеобразным твердым электролитом. В результате электролитической диссоциации ионита вокруг нерастворимого в воде ядра образуется ионная атмосфера, представляющая собой ограниченное пространство вокруг молекулы ионита, в котором находятся подвижные и способные к обмену ионы. Если эти подвижные ионы имеют положительный заряд, ионит называетсякатионитом, если отрицательный -анионитом.
Реакции ионного обмена подчиняются правилам, действующим для реакции обычных электролитов: эквивалентность обмена ионов, обратимость этого процесса, селективность.
Эквивалентностьзаключается в том, что обмен ионов между раствором и ионитом происходит в эквивалентных соотношениях так, чтобы соблюдался принцип электронейтральности раствора. Однако следует отметить, что суммарное количество ионов в растворе может меняться после ионирования вследствие протекания вторичных реакций (нейтрализации, образования малодиссоциируемых соединений). Если вода щелочная, то выделяющийся водород вступает во взаимодействие с ионами ОН –и образует малодиссоциируемое соединение – воду, при этом количество ионов в растворе уменьшается.
Обратимость процесса позволяет экономно использовать ионит в технологических схемах. Преимущественное направление реакции обмена определяется согласно закону действующих веществ. При истощении ионита можно, повысив в растворе концентрацию первоначальных обменных ионов, сдвинуть реакцию ионного обмена в направлении восстановления ионита в исходное состояние, т.е. произвести регенерацию ионита.
Способность ионита к преимущественной сорбции одних видов ионов перед другими называется селективностью.Причиной, вызывающей селективность, является различие энергий притяжения различных ионов твердой фазой, обусловленной значениями радиусов сорбируемых ионов и их зарядов. При увеличении заряда иона (т.е. при повышении его валентности) увеличивается энергия притяжения его по закону Кулона противоположно заряженной твердой фазой. Поэтому с повышением валентности ионов селективность их сорбции ионитом возрастает. Соответственно: двухвалентные ионы сорбируются лучше чем одновалентные, а трехвалентные поглощаются лучше двухвалентных.
Установлены ряды селективности для катионов и анионов, в которых каждый последующий ион сорбируется лучше, чем предыдущий. Например, для сильнокислотного катионита КУ-2 получен следующий ряд: H+<Na+<NH4+<Mg2+<Zn2+<Cu2+<Ca2+<Al3+…
Основные катионы природных вод могут быть выделены в следующий ряд селективности:
H+<Na+<Mg2+<Ca2+.
Для ионов высокоосновного анионита действует следующий ряд:
ОН – <HSiO3 – <HCO3 – < Cl – <H2PO4 – <NO3 – < SO42 –.
Основные анионы природных вод характеризуются следующим рядом селективности:
ОН – <HSiO3 – <HCO3 – < Cl – < SO42 –.
Анионы слабых кислот сорбируются анионитом слабее, чем анионы сильных кислот.
Для слабокислотных катионитов ион Н+, а для низкоосновных анионитов ион ОН, перемещаютсяправеев ряду селективности в зависимости от степени диссоциации ионов в процессе ионного обмена. При использовании различных марок ионитов, особенно в тех случаях, когда меняется функциональная группа и в молекулу ионита введены дополнительные группы, к этим рядам следует подходить с большой осторожностью, т.к. при этом не исключена возможность резкого изменения порядка расположения в них ионов.