2.2 Подготовка катионита кб-4 к работе

Подготовка катионита КБ-4 к работе заключается в переводе его к H⁺- форму, для чего смолу выдерживают в растворе соляной кислоты (рН₂) двое суток. Затем раствор декантируют и высушивают смолу при комнатной температуре до воздушно-сухого состояния.

2.3 Определение статической обменной емкости (coe) смолы кб-4 по катионам меди

Статическую обменную емкость смолы по катионам меди определяют: снимая изотерму сорбции методом насыщения. Берём 6 стаканов по 150 мл в каждый стакан вносим различный объём раствора (от 30 до 40 мл) концентрации 0,049 моль/л, доводим объём раствора до 100мл дистиллированной воды. Затем в каждый стакан вносим навеску смолы массой 0,10г и выдерживаем смолу в контакте с раствором 7 суток для установления равновесия в системе. Затем определяем концентрацию меди в равновесном растворе ( М_равн) йодометрическим методом, измеряем равновесный объём ( V_равн), рассчитываем количество моль катионов меди, оставшихся в равновесном растворе (C_равн) и сорбированных 1г смолы КБ-4 по формулам:

М_равн=М_равн•V_равн ,ммоль

С_сорб.= С_исх- С_равн / m_см

Результаты анализа и расчёта приведены в таблице 3 и представлены на рисунке 1

Таблица 3 – Определение статической обменной емкости катионита КБ-4 по катионам меди

N ст.	Vисх, мл	V, мл	Cисх, ммоль	Vравн, мл	V на анал, мл	Vтиос, мл	Mравн, моль/л	Cравн, ммоль	Cсорб, ммоль/г
1	30	70	1,47	90	20	4,7	0,01175	1,057	4,13
2	32	68	1,568	87	20	5,7	0,01425	1,239	3,29
3	34	66	1,66	79	20	6,5	0,01625	1,283	3,77
4	36	64	1,764	94	20	6,1	0,01525	1,433	3,31
5	38	62	1,862	81	20	7,3	0,01825	1,478	3,84
6	40	60	1,96	94	20	6,5	0,01625	1,52	4,32

2.4 Определение эксплуатационных характеристик (дое, пдое, %- отмывки) смолы кб-4 в динамических условиях

Определили графически по выходным «кривым сорбции – десорбции».

Через ионообменную колонку пропускаем растворы CuSo₄ различной концентрации при следующих постоянных параметрах:

Масса смолы: m_смолы= 1,0 г.

h - высота слоя смолы = 4 см.

d - внутренний диаметр колонки 0,9 мм.

v - скорость пропускания раствора 3 мл/мин.

Десорбцию катионов меди проводили пропуская через слой катионита КБ-4 насыщенного медью 5% раствором H₂SO₄ при тех же параметрах.

Концентрация раствора на выходе из ионообменной колонки (М_вых^CuSO ) определили йодометрическим методом.

Результаты анализа приведены в таблице № 4 и представлены на рисунках.

Таблица 4 – Выходная кривая сорбции катионов меди смолой КБ-4

Мисх.CuSO4 моль/л	H2SO4 Vпроп.., мл	Vна ан., мл	Vтиос., мл	Mвых., моль/л
0,049	5	5	0,2	0,002
	10	5	0,9	0,009
	15	5	2	0,02
	20	5	3	0,03
	25	5	3,3	0,033
	30	5	3,7	0,037
	35	5	4	0,04
	40	5	4,6	0,046
	45	5	5,1	0,051
	50	5	5,6	0,056
0,095	5	5	8	0,08
	10	5	8,6	0,086
	15	5	9,5	0,095
	20	5	11,6	0,116
	25	5	16,6	0,166
0,065	5	5	6	0,06
	10	5	6,5	0,065
	20	10	13,9	0,0695
	25	5	7,6	0,076

Установлено, что ДОЕ смолы КБ-4 по катионам меди равна при

М_исхСuSO = 0,049 ммоль/мл ; ДОЕ = 0,147 ммоль/г

М_исхСuSO = 0,095 ммоль/мл; ДОЕ = 0,095 ммоль/г

М_исхСuSO = 0,065 ммоль/мл; ДОЕ = 0,065 ммоль/г

Установлено, что ПДОЕ смолы КБ-4 по катионам меди изменялась при неоднакратном использование смолы в циклах «сорбции-десорбции

ПДОЕ = 1,14 – в первом цикле;

ПДОЕ = 0,9975- во втором цикле;

ПДОЕ = 0,2175 – в третьем цикле.

Определили степень отмывки (%) катионов меди из твердой фазы катионита КБ - 4 5% раствором H₂SO₄ .

Установлено, что 65% в первом цикле, 61% во втором и 99% в третьем.

2.5 Исследование зависимости ДОЕ смолы КБ-4 по Cu²⁺ - катионам меди от концентрации исходного раствора CuSO₄

Для определения зависимости найдем ДОЕ:

ДОЕ = 0,049*3 = 0,147 ммоль/г при M_исх = 0,049 ммоль/мл

ДОЕ = 0,069*1 = 0,069 ммоль/г при М_исх = 0,069 ммоль/мл

ДОЕ = 0,095*0,5 = 0,047 ммоль/г при М_исх = 0,095 ммоль/мл

По этим данным изобразим графически данную зависимость.

Вывод: Динамическая Обменная Емкость смолы КБ-4 по катионам меди уменьшается с увеличением концентрации исходного раствора, совпадает с литературными данными.