Princip: Demineralizace vody provádíme pomocí
iontoměničů – anexu a katexu. Iontoměniče jsou vysokomolekulární látky, obvykle
syntetické, obsahující skupiny schopné výměny kationtů a aniontů (např.: -SO3H,-NR3OH).
Při demineralizaci vody
používáme katexy pracující v cyklu H+ (vyměňují kationty
z roztoku za vodíkové kationty) a anexy buď slabě, nebo silně bazické,
které vyměňují anionty z roztoku za ionty OH- . Silně bazické
anexy zachycují i ionty slabých kyselin, vážou tedy i křemičitany a
demineralizace vody je dokonalejší.
·
Funkci iontoměničů lze vyjádřit
rovnicemi:
Mk.H2
+ Ca2+ → MkCa +2H+
Ma.OH + Cl- → Ma.Cl
+ OH-
2Ma.OH + SO42-
→ (Ma)2.SO4
+ 2OH-
Regenerace
katexu se provádí pomocí 5%tní HCl, regenerace anexu 5%tním roztokem NaOH.
Iontoměniče se dodávají v podobě zrnek o průměru 0,5 – 2,5mm. Plní se do
koon, přitom je nutno pamatovat na to, že vlivem bobtnání dochází ke zvýšení
objemu až o 40%. V kolonách nesmí být bublinky vzduchu. Při práci je nutno
udržovat přibližně stejnou výšku hladiny přiváděné vody nad iontoměničem a
udržovat konstantní průtok vody.
Každý
měnič má jen určitou zásobu výměny schopných iontů, tj. výměnnou kapacitu. Za
určitých podmínek provozu (velikost zrn, rychlost průtoku vody, teplota) lze
stanovit užitečnou výměnnou kapacitu cuž.
·
Například pro katexy: cuž
=
V
= π . r2 . h
Tcelk
= Fř . Ft . CKIII . VKIII
Pomůcky
a chemikálie: odměrný
válec 1l 3x, byreta, 100ml pipeta, iontoměnič, amonný ústoj, ECHČT, Komplexon
III, HCl
Postup: 1) Připravíme si všechny pomůcky,
odměrné válce k odtoku, připravíme si byretu a všechny potřebné věci
k titraci.
promývání iontoměniče
2) Z kohoutku
odebereme do kádinky vodu. Odpipetujeme 100ml a získáme hodnotu, ke které
bychom se měli ve výsledku přiblížit.
3) Regenerujeme katex
promytím kolony 5%tní HCl.
4) Hned po regeneraci
odebíráme první válec vody, ze kterého odpipetujeme 100ml vody a ztitrujeme.
5) Musíme udržovat
konstantní hladinu = přítok a odtok musí být v rovnováze. Případný pokles
či nárůst hladiny musíme korigovat tlačkou.
6) Z každého 1l
válce odpipetujeme 100ml vody a ztitrujeme komplexonem III za přídavku amonného
ústoje. Díky indikátoru ECHČT pozorujeme barevný přechod z červené do
modré bravy.
7) Hodnoty by měly jít od
nejnižší, až do hodnoty naší – na začátku ztitrované- vody z kohoutku.
Pokud hodnoty kolísají, je nutno provést měření – včetně regenerace katesu- od
začátku. Jakmile se přiblížíme k počáteční hodnotě zhruba 0,5ml. Měření
ukončíme.
8) Hodnoty zapisujeme do
tabulky, poté vytvoříme graf a provedeme výpočty.
Tabulka:
Č.m.
|
VKIII[ml]
|
T [mmol/l]
|
1
|
4,1
|
0,41
|
2
|
4,75
|
0,475
|
3
|
4,8
|
0,48
|
4
|
4,9
|
0,49
|
5
|
4,8
|
0,48
|
6
|
5,1
|
0,51
|
7
|
5,5
|
0,55
|
8
|
6,3
|
0,63
|
9
|
6,5
|
0,65
|
10
|
6,95
|
0,695
|
11
|
7
|
0,70
|
12
|
7,3
|
0,73
|
13
|
7,8
|
0,78
|
14
|
7,9
|
0,79
|
15
|
8,2
|
0,82
|
16
|
8,35
|
0,835
|
17
|
8,6
|
0,86
|
18
|
8,65
|
0,865
|
19
|
8,7
|
0,87
|
20
|
8,75
|
0,875
|
21
|
8,8
|
0,88
|
22
|
8,9
|
0,89
|
23
|
9,2
|
0,92
|
Výpočty:
1.
Výpočet
tvrdosti neměkčené vody: Fř =
=
10 Ft = 1 CKIII = 0,01
mol/l
Tcelk
= Fř . Ft . CKIII . VKIII
Tcelk
= 10 . 1 . 0,01 . 9,6
Tcelk
= 0,96 mmol/l
2.
Výpočet
objemu iontoměniče: h = 3,5cm r = 2,5 cm
V
= π . r2 . h
V
= π . 2,52. 3,5
V
= 68,722 cm3
V=
6,8722.10-2 dm3 = 6,8722.10-5m3
3.
Výpočet
užitečné výměnné kapacity:
Quž = 4,95dm3 Tcelk
= 0,96 mmol/l V= 6,8722.10-2 dm3
cuž =
=
= 69,15
4.
Stanovení
katexu na změkčení 1m3 vody :
x…………...1m3
6,87……….4,95.10-3
X=
X=13,88.10-3
potřebné pomůcky + iontoměnič
graf, ze kterého zjistíme Quž
Žádné komentáře:
Okomentovat