ОЧИСТКА ВОДЫ МЕТОДОМ ИОННОГО ОБМЕНА

Методические указания к лабораторной работе по курсу «Водоподготовка»

УДК 628.34 + 66.074 ББК 24.4 (Я7)

Очистка воды методом ионного обмена: Методические указания к лабораторной работе по курсу «Водоподготовка» / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост.: Н.А. Амирханова, Ф.В. Шарипова, А.Р. Хамзина. - Уфа, 2005. - 18с.

Рассмотрены физико-химические основы коагуляции, коагулянты, их свойства, виды, флокуляция, окисляемость воды. Экспериментальная часть включает предочистку воды с использованием коагулянта сульфата алюминия, определение показателей воды: жесткости, щелочности, кислотности.

Предназначены для студентов 4 курса факультета авиационных двигателей, специальности 6508000 - «Теплоэнергетика», изучающих дисциплину 100500 «Тепловые электрические станции» «Водоподготовка».

Табл. 3. Ил. 3. Библиогр.: 5 назв.

Рецензенты: канд. хим. наук, доцент Минченкова Н.Х, канд. хим. наук, доцент Пухова В.М.

© Уфимский государственный авиационный технический университет, 2005

ОЧИСТКА ВОДЫ МЕТОДОМ ИОННОГО ОБМЕНА ВВЕДЕНИЕ -4

1. Цель работы 4

2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

   1. Физико-химические основы ионного обмена 4

   2. Неорганические иониты 5

2.3.Органические иониты 6

1. Ионообменные смолы ; 6

2. Селективные ионообменные смолы 7

3. Окислительно-восстановительные ионообменные смолы 8

4. Сввйства ионитов 8

1. Набухаемость 9

2. Обменная емкость ионитов 9

3. Эквивалентность обмена ионов 11

4. Н - катионирование 14

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт 3.1. Определение общей жесткости водопроводной воды 15

Опыт 3.2. Определение щелочности водопроводной воды 16

Опыт 3.3. Получение Н - катионированной воды 16

Опыт 3.4. Определение общей жесткости Н - катионированной

воды 16

Опыт 3.5. Определение кислотности Н - катионированной воды 17

Контрольные вопросы 18

Список литературы 18

з

Введение

В технологии водоподготовки для удаления определенных ионов из воды применяют два процесса: катионирование - удаление катионов и анионирование - удаление анионов. В зависимости от обменного иона процессы и аппараты получили названия:

Н - катионирование, Н - катионитный фильтр; ОН - анионирование, ОН - анионитный фильтр. Соответственно называют и фильтрат, полученный в этих процессах: Н - катионированная вода; ОН - анионированная вода. Процессы катионирования воды могут иметь вполне самостоятельное значение (для умягчения воды), в то время как процессы анионирования применяются лишь в комплексе с катионированием (в схемах обессоливания воды). Процессы ионирования осуществляются в различных аппаратах, но наибольшее распространение получили насыпные ионитные фильтры.

1. Цель работы:

Ознакомиться с методом ионного обмена для очистки воды.

2. Теоретическая часть

   1. Физико-химические основы ионного обмена

Очистка воды методом ионного обмена от истинно- растворенных примесей, т.е. от ионов, от молекул или от комплексов, состоящих из нескольких молекул, размеры этих примесей менее 1 нм, они не имеют поверхности раздела фаз, составляют гомогенную систему с водой. Данный метод ионного обмена основан на способности ионитов, практически не растворимых в воде, изменять состав как фильтруемой воды, так и состав самого ионита.

По внешней форме и степени дисперсности иониты разделяются на порошкообразные, зернистые, гранулированные, формованные и волокнистые. Особый вид ионитов - жидкие.

4

а)

б)

Рис. 1. Схемы матриц ионитов: а) гелевой; б) макропористой структур

Большинство ионитов - твердые, нерастворимые, ограниченно набухающие вещества. Они состоят из каркаса (матрицы), несущего положительный или отрицательный заряд и подвижных противо- ионов, которые компенсируют своими зарядами заряд каркаса и стехиометрически обмениваются на противоположные ионы из раствора электролита. По химической природе каркаса иониты делятся на неорганические, органические и минерально­органические.

2. Неорганические иониты

Преобладающее большинство известных неорганических ионитов проявляют катионобменные свойства. Наиболее важными представителями природных неорганических катионитов являются цеолиты и глинистые минералы. Они сравнительно широко распространены и отличаются многообразием свойств и применений.

Цеолиты - алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов с общей формулой: