- •Химический состав и строение молекулы воды.
- •Водородные взаимодействия.
- •Агрегатные состояния воды.
- •Аномалии воды.
- •Химические свойства воды.
- •Свойства растворов
- •6. Физико-химические свойства растворов неэлектролитов и электролитов.
- •7. Свойства растворов слабых электролитов.
- •Ионные равновесия
- •8. Растворимость веществ в воде.
- •10. Диссоциация воды.
- •11. Ионное произведение воды
- •12. Буферные растворы и их свойства
- •13. Гидролиз солей
- •14. Количественные характеристики гидролиза
- •15. Понятие о системах, фазах, компонентах.
- •16. Диаграмма состояния воды
- •17. Окислители и восстановители
- •18. Типы окислительно-восстановительных реакций
- •19. Окислительно-восстановительные потенциалы
- •20. Окислительно-восстановительные свойства воды
- •Классификация дисперсных систем.
- •Методы получения дисперсных систем.
- •Строение коллоидной частицы.
- •Свойства коллоидных систем.
- •Электрокинетические явления.
- •26.Причины устойчивости коллоидных систем
- •27. Разрушение дисперсных систем
- •28. Поверхностное натяжение
- •29. Поверхностно активные вещества
- •Поверхностные явления
- •30. Адсорбция равновесия
- •34 Особенности химического состава природных вод
- •36. Понятие об обобщённых оценочных показателях качества воды.
- •37. Химические показатели качества воды
- •40. Отстаивание.
- •41. Осаждение
- •42. Фильтрование воды
- •43. Флотация и электрофлотация
- •44. Коагуляция
- •45. Зависимость выбора оптимальных условий обработки различными коагулянтами от качества воды
- •46. Электрокоагуляция, эффективность использования
- •47. Флокулянты (анионо- и катионоактивные) их природа, свойства и методы действия, выбор оптимальной дозы.
- •48. Хлорирование: хлорирующие реагенты; механизм обеззараживающего действия, хлороёмкость воды в отсутствии и присутствии солевого аммиака.
- •56. Жесткость воды
- •57. Единицы измерения жесткости
- •58. Методы реагентного умягчения воды, их эффективность, контроль процессов реагентного умягчения.
- •59. Умягчения воды методом ионного обмена
- •60. Иониты (катиониты и аниониты), их природа, строение, свойства.
- •61. Термический метод умягчения воды.
- •62. Импфирование (подкисление)
- •63. Опреснение воды
- •64. Электрохимический метод.
- •66. Методы удаления из воды соединений железа и марганца
- •67.Удаление кремниевой кислоты
- •68.Обесфторирование и фторирование воды.
- •69. Не нашли этот вопрос
- •70. Углекислота и ее формы.
- •71. Вычисление содержания агрессивной углекислоты с помощью таблицы
- •72. Индекс насыщения воды карбонатом кальция
- •73. Особенности химического состава бытовых и производственных сточных вод
- •75Отстаивание, удаление масел и нефти
- •76.Коагулирование сточных вод.77.Выбор и подготовка коагулянтов.
- •78) Флотация сточных вод.
- •79) Сорбция.
- •80) Сорбция – область использования, факторы, влияющие на выбор сорбентов.
- •81) Экстракция, требования, предъявляемые к экстрагентам, экстракция в противотоке.
- •82.Эвапорация и аэрация.
- •83. Области использования аэрации и эвапорации, контроль процессов.
- •85. Нейтрализация сточных вод
- •84. Радиационнаяочистка сточных вод от органических загрязнений.
- •87.Химич очистка сточных вод
- •86.Дезинфекция сточных вод
- •88.Химическое окисление под давлением
- •89.Кристаллизация.
59. Умягчения воды методом ионного обмена
Ионный обмен – процесс извлечения из воды одних ионов и замена их другими.
Вещества, способные к сорбционному обмену ионов с раствором электролита, называются ионитами. Иониты – это твердые зернистые вещества, набухающие в воде, но нерастворимые в ней. Ионообменные сорбенты делятся на: 1) минеральные и 2) органические.
Применяемые при очистке воды иониты бывают естественного и искусственного происхождения. Примером первых могут быть глаукониты и гумусовые угли, а примером вторых—сульфированные угли и синтетические ионообменные смолы.
В основе процесса обмена лежит химическая реакция, протекающая на внешней и внутренней поверхности ионитов. Обмен ионами протекает в строго эквивалентных количествах.
Обменные реакции в растворе происходят практически мгновенно, но процессы ионообмена с ионитами, протекающие в гетерогенной среде, обладают вполне измеримой скоростью. Фактически наблюдаемая скорость определяется скоростью диффузии, наиболее медленной стадией ионообмена. Общая скорость ионообмена падает с увеличением размеров зерна ионита.
Обмен ионов в растворах протекает избирательно. С уменьшением абсолютной концентрации раствора адсорбируются лучше многовалентные ионы, чем одновалентные, а при высоких концентрациях адсорбируется одновалентный ион. Например, при умягчении воды (разбавленный раствор) избирательно поглощаются ионы Са2+ и Mg2+, а ионы Na+ при этом практически не адсорбируются.
Основной технологической характеристикой ионитов является их обменная емкость, которая определяется количеством ионов, извлеченных из воды 1 г воздушно-сухого ионита.
С увеличением значения рН увеличивается обменная емкость катионитов и уменьшается обменная емкость анионитов, и наоборот.
Таким образом, обменная емкость ионита тем больше, чем выше степень диссоциации его активных групп и чем большее их количество приходится на мицеллу ионита.
60. Иониты (катиониты и аниониты), их природа, строение, свойства.
По характеру своего действия ионообменные вещества подразделяются на катиониты и аниониты. Вещества, обменивающие катионы, называются катионитами, а обменивающие анионы — анионитами.
Катиониты диссоциируют на небольшие, подвижные и способные к ионному обмену катионы (например, Н+) и высокомолекулярный анион (Rm-1), а аниониты дают мелкие, легко перемещающиеся анионы (например, ОН-) и высокомолекулярный катион (Rn+).
Катиониты со смешанными функциональными группами встречаются в следующем сочетании: 1) сульфокислые и оксифенольные; 2) сульфокислые и карбоксильные; 3) остатки фосфорной кислоты и оксифенольные; 4) мышьяковокислые и оксифенольные; 5) карбоксильные и оксифенольные.
Сильнокислотные катиониты вступают в реакцию ионного обмена с растворенными в воде солями в нейтральной и кислой средах (сульфо- и фосфорнокислые катиониты). Слабокислотные катиониты, содержащие карбоксильные или оксифенольные группы, обменивают свой протон в нейтральных растворах лишь на катиониты солей слабых кислот, причем полнота обмена возрастает с повышением рН среды.
Следовательно, большинство катионитов представляют собой полимерные полифункциональные кислоты, в состав которых входят группы -СООН, — S03H, —ОН, —SH, SiOOH и др.
В практике очистки воды часто используют Н- и Na-катиониты. В зависимости от катиона и называют этот процесс Н-катионирование и Na -катионирование. При Н-катионировании повышается кислотность воды, а при Na-катионировании происходит увеличение щелочности фильтрата, если в исходной воде содержится карбонатная жесткость.
Аниониты являются высокомолекулярными соединениями, содержащими огромное количество основных групп, таких, как —NH2, —NH3OH, —NHR, —NR2 и т. д. В состав одного и того же ионита могут входить ионогенные группы с различной степенью кислотности и щелочности.
Из смоляных анионитов чаще применяются аминоформальдегидные аниониты и полистирольные аниониты, продукты присоединения от основных групп к сополимерам полистирола.
Смоляные аниониты с одинаковыми ионогенными группами следующие: 1) четвертичные аммониевые основания; 2) третичные амины; 3) вторичные амины; 4) первичные амины; 5) четвертичные сульфониевые основания.
Смоляные аниониты с разнотипными ионогенными группами содержат аминогруппы с различной степенью замещения.
Сильные аниониты вступают в реакцию с растворами солей в нейтральной и даже слабощелочной среде. Слабоосновные аниониты вступают в реакцию обмена лишь в кислых средах, причем полнота обмена гидроксильной группы анионита на анион растворенного электролита возрастает с повышением кислотности среды.
При катионировании происходят следующие процессы: