Смягчение воды методом ионного обмена
Реферат подготовил Пулатов Х.Л.
Ташкентский химико-технологический институт
Кафедра иностранных языков
Ташкент – 2005
Введение
Жесткость воды
Накипь
и отложения солей на бытовой технике (например, в чайниках), белые хлопья в
воде, пленка на чае и т.д. - все это показатели жесткой воды. Использование
такой воды для хозяйственных целей вызывает ряд неудобств. Например,
увеличивается расход мыла при стирке, медленно развариваются мясо и овощи,
уменьшается срок службы бытовой техники. В настоящее время известна взаимосвязь
жесткости воды и образования камней в почках. Жесткость питьевой воды по
действующим стандартам должна быть не выше 7 мг-экв/л, и лишь в особых случаях
допускается до 10 мг-экв/л. Для производственных целей использование жесткой
воды недопустимо.
Общая
жесткость воды - это совокупность свойств, обусловленных содержанием в ней
ионов кальция и магния. Если концентрация этих ионов велика, то воду называют
жесткой, если мала - мягкой. При большом содержании ионов магния, вода
горьковата на вкус и оказывает послабляющее действие на кишечник. Различают
карбонатную и некарбонатную жесткость. Карбонатная жесткость вызвана
присутствием растворенных гидрокарбонатов кальция Ca(HCO3)2
и магния Mg(HCO3)2. При кипячении гидрокарбонаты
разрушаются с образованием осадков малорастворимых карбонатов CaCO3, т.о.
жесткость уменьшается, поэтому карбонатную жесткость называют временной. Т.о.,
при кипячении ионы Mg2+ и Ca2+ осаждаются в виде карбонатов. Например:
Жесткость, сохраняющаяся после кипячения воды, называется постоянной или
некарбонатной. Она обусловлена растворенными в воде кальциевыми и магниевыми
солями сильных кислот (сульфатами и хлоридами). Жесткую воду перед
употреблением умягчают.
Первый
способ - реагентный. Т.е., добавление гашеной извести и соды Na2CO3
(известковый способ), добавление полифосфатов.
Второй
способ - применение катионитов, т.е., синтетических ионообменных смол
(фильтрование).
Ионообменные смолы
Это
вещества, способные к ионному обмену при контакте с растворами электролитов.
Ионообменная очистка позволяет извлекать и утилизировать широкий спектр
загрязняющих веществ: тяжелые металлы, хром, нитраты и нитриты, ПАВ, цианистые
соединения, радиоактивные вещества, а также умягчает и обезжелезивает воду. При
этом достигается высокая степень очистки (до уровня ПДК). Кроме того иониты
используются для обессоливания воды в процессе водоподготовки. Неорганические и
органические иониты могут быть природными (например: цеолиты, целлюлоза, торф,
древесина) и синтетическими (силикагель, сульфазол и наиболее важные
ионообменные смолы).По знаку заряда обменивающихся ионов все иониты делятся на
катиониты, проявляющие кислотные свойства и аниониты, обладающие основными
свойствами. В зависимости от степени диссоциации ионообменные смолы могут быть
сильными и слабыми. В зависимости от рода ионов, которые связаны с активными
группами ионита, различают следующие его форму: для катионитов - водородную
форму (H - форма) и солевую форму, когда активные группы связаны с ионами
металлов (например, Na - форму, NH4 - форму), для анионитов OH - форму, Cl -
форму и др.Способность ионита к полному обмену характеризуется обменной
емкостью, которая равна числу его активных групп, принимающих участие в обмене.
Для количественной характеристики ионообменных свойств ионитов обычно
определяют их динамическую и иногда полную (общую) обменную емкость
(статическую).Основные требования к ионитам, используемым для очистки воды:
высокая обменная емкость, высокая скорость ионного обмена, достаточная
устойчивость по отношению к кислотам, щелочам, окислителям и восстановителям,
нерастворимость в воде, органических растворителях и растворах электролитов и
ограниченная набухаемость. В Водоподготовке в бытовых условиях часто
используются сильнокислотные катиониты отечественных и импортных производителей
преимущественно для умягчения и обезжелезивания воды. Пример: Состав катионита
можно выразить формулой Na2R, где Na+ - весьма подвижный
катион. Если пропускать жесткую воду через слои катионита, то ионы натрия
обмениваются на ионы кальция и магния:
Ca 2+ + Na2R =
2Na + + CaR
Mg 2+ + Na2R =
2Na + + MgR
Таким
образом ионы Ca2+ и Mg2+ переходят из раствора в
катионит, а ионы Na+ - из катионита в раствор, и жесткость устраняется. После
обеднения катионита ионами Na+ катиониты обычно регенерируют. Их выдерживают в
растворе NaCl, где происходит обратное замещение - ионы Na+ переходят в
катионит, а ионы Ca2+ и Mg2+ - в раствор:
CaR + 2Na + = Na2R + Ca 2+
MgR + 2Na + = Na2R + Mg 2+
После
этого регенерированный катионит может быть использован для смягчения новых
порций жесткой воды. Аналогично и для анионитов. На степень регенерации влияет
тип ионита, состав насыщенного слоя, природа, концентрация и раствор
регенерирующего вещества, температура, время контакта и расход реагентов.
Восстановление обменной емкости при регенерации обычно составляет 60 - 100 %. В
данной таблице приведены основные катионы металлов, вызывающие жесткость, и
главные анионы, с которыми они ассоциируются.
Катионы
Анионы
Кальций (Ca2+)
Гидрокарбонат (HCO3-)
Магний (Mg2+)
Сульфат (SO42-)
Стронций (Sr2+)
Хлорид (Cl-)
Железо (Fe2+)
Нитрат (NO3-)
Марганец (Mn2+)
Силикат (SiO32-)
На
практике стронций, железо и марганец оказывают на жесткость столь небольшое
влияние, что ими, как правило, пренебрегают. Алюминий (Al3+) и трехвалентное
железо (Fe3+) также влияют на жесткость, но при уровнях рН, встречающихся в
природных водах, их растворимость и, соответственно, "вклад" в жесткость
ничтожно малы. Аналогично, не учитывается и незначительное влияние бария
(Ва2+).
Виды жесткости
Общая
жесткость. Определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния.
Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной)
жесткости. Карбонатная жесткость. Обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов и
карбонатов (при рН>8.3) кальция и магния. Данный тип жесткости почти
полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной
жесткостью. При нагреве воды гидрокарбонаты распадаются с образованием угольной
кислоты и выпадением в осадок карбоната кальция и гидроксида магния.
Некарбонатная
жесткость. Обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот
(серной, азотной, соляной) и при кипячении не устраняется (постоянная
жесткость).
Единицы измерения
В
мировой практике используется несколько единиц измерения жесткости, все они
определенным образом соотносятся друг с другом. В России Госстандартом в
качестве единицы жесткости воды установлен моль на кубический метр (моль/м3).
Один
моль на кубический метр соответствует массовой концентрации эквивалентов ионов
кальция (1/2 Ca2+) 20.04 г/м3 и ионов магния (1/2Mg2+) 12.153 г/м3. Числовое
значение жесткости, выраженное в молях на кубический метр равно числовому
значению жесткости, выраженному в миллиграмм-эквивалентах на литр (или
кубический дециметр), т.е. 1моль/м3=1ммоль/л=1мг-экв/л=1мг-экв/дм3.
Кроме
этого в зарубежных странах широко используются такие единицы жесткости, как
немецкий градус (do, dH), французский градус (fo), американский градус, ppm
CaCO3.
Единицы жесткости воды
Моль/м3 (мг-экв/л)
Немецкий градус, do
Французский градус, fo
Американский градус
ppm мг/дм3 СаСО3
1.000
2.804
5.005
50.050
50.050
Соотношение
этих единиц жесткости представлено в следующей таблице:
Примечание:
Один
немецкий градус соответствует 10 мг/дм3 СаО или 17.86 мг/дм3 СаСО3 в воде.
Один
французский градус соответствует 10 мг/дм3 СаСО3 в воде.
Один
американский градус соответствует 1 мг/дм3 СаСО3 в воде.
Происхождение жесткости
Ионы
кальция (Ca2+) и магния (Mg2+), а также других щелочноземельных металлов,
обуславливающих жесткость, присутствуют во всех минерализованных водах. Их
источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы
кальция и магния поступают в воду в результате взаимодействия растворенного
диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического
выветривания горных пород. Источником этих ионов могут служить также
микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в
донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.
Жесткость
воды колеблется в широких пределах и существует множество типов классификаций
воды по степени ее жесткости.
Обычно
в маломинерализованных водах преобладает (до 70%-80%) жесткость, обусловленная
ионами кальция (хотя в отдельных редких случаях магниевая жесткость может
достигать 50-60%). С увеличением степени минерализации воды содержание ионов
кальция (Са2+) быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов
магния (Mg2+) в высокоминерализованных водах может достигать нескольких
граммов, а в соленых озерах - десятков граммов на один литр воды
В
целом, жесткость поверхностных вод, как правило, меньше жесткости вод
подземных. Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям,
достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период
половодья, когда обильно разбавляется мягкой дождевой и талой водой. Морская и
океанская вода имеют очень высокую жесткость (десятки и сотни мг-экв/дм3)
Влияние жесткости
С
точки зрения применения воды для питьевых нужд, ее приемлемость по степени
жесткости может существенно варьироваться в зависимости от местных условий.
Порог вкуса для иона кальция лежит (в пересчете на мг-эквивалент) в диапазоне
2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для
магния и того ниже. В некоторых случаях для потребителей приемлема вода с
жесткостью выше 10 мг-экв/л. Высокая жесткость ухудшает органолептические
свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие
на органы пищеварения.
Всемирная
Организация Здравоохранения (ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой
величины жесткости по показаниям влияния на здоровье. В материалах ВОЗ
говорится о том, что хотя ряд исследований и выявил статистически обратную
зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми
заболеваниями, имеющиеся данные не достаточны для вывода о причинном характере
этой связи. Аналогичным образом, однозначно не доказано, что мягкая вода
оказывает отрицательный эффект на баланс минеральных веществ в организме
человека
Вместе
с тем, в зависимости от рН и щелочности, вода с жесткостью выше 4 мг-экв/л может вызвать в
распределительной системе отложение шлаков и накипи (карбоната кальция), особенно
при нагревании. Именно поэтому нормами Котлонадзора вводятся очень жесткие
требования к величине жесткости воды, используемой для питания котлов (0.05-0.1
мг-экв/л
Кроме
того, при взаимодействии солей жесткости с моющими веществами (мыло, стиральные
порошки, шампуни) происходит образование "мыльных шлаков" в виде
пены. Это приводит не только к значительному перерасходу моющих средств. Такая
пена после высыхания остается в виде налета на сантехнике, белье, человеческой
коже, на волосах (неприятное чувство "жестких" волос хорошо известное
многим). Главным отрицательным воздействием этих шлаков на человека является
то, что они разрушают естественную жировую пленку, которой всегда покрыта
нормальная кожа и забивают ее поры. Признаком такого негативного воздействия
является характерный "скрип" чисто вымытой кожи или волос.
Оказывается, что вызывающее у некоторых раздражение чувство
"мылкости" после пользования мягкой водой является признаком того,
что защитная жировая пленка на коже цела и невредима. Именно она и скользит. В
противном случае, приходится тратиться на лосьоны, умягчающие и увлажняющие
кремы и прочие хитрости для восстановления той защиты кожи, которой нас и так
природа. Вместе с тем, необходимо упомянуть и о другой стороне медали. Мягкая
вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость (щелочность) и
может, в зависимости от уровня рН и ряда других факторов, оказывать повышенное
коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Поэтому, в ряде применений
(особенно в теплотехнике) иногда приходится проводить специальную обработку
воды с целью достижения оптимального соотношения между жесткостью воды и ее
коррозионной активностью.
Экспериментальная часть
Адсорбционные
процессы, включающие в себя как процессы чисто включающий в себя физические,
так и процессы, ведущие к образованию новых химических веществ весьма
разнообразны. К ним относятся и процессы ионообменной хроматографии,
протекающие между ионитом и растворами электролита.
Благодаря
своей универсальность и гибкости эти процессы нашли широкое применение в
аналитической химии, пищевой и гидрометаллургической промышленности, в
теплоэнергетике, водоподготовке и во многих других областях науки и техники, и
в настоящее время вытесняют из производственной практики другие методы сорбции [1-3]. Несмотря на большой ассортимент
промышленных ионитов, большинство из них, особенно, поликонденсационного типа
отличаются такими низкими показателями, как низкая скорость сорбции, малая
устойчивость к термическим, химическим воздействиям и др. Это ограничивает
возможности и сферы их применения [4,5].
Нами
получен новый монофункциональный сульфокатионит на основе взаимодействия
стирола с доступным и дешевым отходом сельскохозяйственной и
хлопкоочистительной промышленности.
После
сульфирования стирольно-фурфурольного полимера, полученный катионит переводили
в Н-форму и определяли его основные физико-химические и сорбционные свойства.
Для установления функциональности и степени их диссоциации была снята кривая
потенциометрического титрования (рис.1), которую снимали методом отдельных
навесок катионита в Н-форме, путем контактирования раствора хлористого натрия и
едкого натрия (Сисх=0.1N раствор) по методике [8].
Рис.1.
Кривая потенциометрического титрования.
По
достижении равновесия через 48 часов определяли рН раствора на рН-метре «рН-340». Из рис.1 видно, что
кривая потенциометрического титрования характеризует катионит как
монофункциональный диссоциирующий в нейтральной, слабо- и сильнощелочной
средах.
Кажущаяся
константа диссоциации (рКн) ионогенных групп катионита, найденная из
кривой титрования по методике [8] равна рКн=1.8–2.2.
Значение рКн кажущейся константы диссоциации также свидетельствует,
что полученный катионит относится к группе сильнокислотных ионитов.
Присутствие
SO3H-групп в структуре
полученного катионита подтверждают ИК-спектры поглощения сульфированного
полимера. Так SO3H-группы в спектре
сульфированного полимера характеризуются полосой поглощения в области 1200 см-1,
что согласуется с литературными данными [9] Исследование сорбционной
способности сульфокатионита к ионам кальция, магния, меди, никеля проводили из
0.1N растворов СаСl2, MgCl2, CuSO4 и NiSO4. Поглощение
кальция и магния определяли трилонометрически, меди йодометрически, никеля
фотоколориметри-чески [10,11]. Согласно литературным данным, полимеры и
ионообменники, полученные на основе производных фурана отличаются повышенной
термо-химостойкостью и механической прочностью [5,6]. Основные свойства
полученного сульфокатионита представлены в таблице 1.
Как
известно во многих регионах нашей республики используемая в быту и на
производстве вода имеет высокую жесткость, которая иногда доходит до 12
мг-экв/л вместо получаемого в соответствии с ГОСТ 2874-82 «Питьевая вода» – 2.5–7 мг-экв/л.
Таблица
1
Основные
физико-химические показатели полученного сульфокатионита
№
Показатели
Значения
1.
Насыпной вес, г/мл
0.68
2.
Удельный объем набухшего
катионита в Н-форме, мл/г
3.5
3.
Статическая обменная емкость, в
мг-экв/г, по:
0.1N. раствору NaOH
5,2
0.1N. раствору NaCl
4.5
0.1N. раствору СaCl2
Н-форма
4.2
Nа-форма
4.8
0.1N. раствору MgCl2
Н-форма
3.0
Nа-форма
3.8
0.1 N. раствору СuSO4
Н-форма
2.6
Nа-форма
3.0
0.1 N. раствору NiSO4
Н-форма
2.15
Nа-форма
2.34
4.
Механическая прочность
99%
Из
данных таблицы 1 видно, что испытуемый катионит обладает достаточно высокими
показателями величины обменной емкости по ионам кальция и магния.
В
качестве объекта исследования нами была
использована артезианская вода Шурчинского района Сурхандарьинской области,
которая имеет жесткость 12.2 мг-экв/л. Катионитов испытывали в Н- и Na-формах.
1
гр. катионита заливали 200 мл исследуемой воды. Через 24 часа воду отделяли от
катионита и определяли ее жесткость трилонометрическим методом в присутствии
индикатора хромоген черный. При этом жесткость воды в Н-форме составила 4.5
мг-экв/л, а в Na-форме
2.2 мг-экв/л.
Кроме
этого нами были проведены исследования по умягчению водопроводной воды имеющий
жесткость 2.5 мг-экв/л. После контакта в течение 6 часов водопроводной воды с
катионитом жесткость ее соответствовала при использовании катионита в:
Н-форме
– 0.8 мг-экв/л;
Na-форме – 0.4 мг-экв/л.
Результаты
полученных исследований свидетельствует о перспективности работы с испытуемым
сульфокатионитом.
***
INTRODUCTION
RIGIDITY of WATER
Scum and adjournment of salts on home appliances (for example, in teapots),
film on tea etc. - all this parameters of rigid water. Use of such water for
the economic purposes causes a number of inconveniences. For example, the
charge of a soap is increased at washing, slowly boil soft meat and vegetables,
service life of home appliances decreases. Interrelation of rigidity of water
and education of stones in kidneys now is known.
The rigidity of drinking water under
the working standards should be not higher 7 mg-ecv/g, and only in the
special cases it is supposed up to 10 mg-ecv/g. For the industrial purposes use
of rigid water is inadmissible.
The general rigidity of water is a
set of properties caused by the contents in it ions of magnesium and calcium.
Hard water must be soften
before use.
The first way – reagent method i.e., addition slaked to exhaust and soda
Na2CO3 (a limy way), addition of polyphosphates.
The second way - application of
cationits , i.e., synthetic ion-exchange pitches (filtering).
Ion-exchange pitches
These are substances capable to an
ionic exchange at contact to solutions of electrolits. Ionic-exchange clearing allows to take and utilize a wide
spectrum of polluting substances: heavy metals, chrom, nitrates and nitrites,
cyanic connections, radioactive substances, and also умягчает and unironing water. Thus the high degree of
clearing (up to a level of maximum concentration limit) is reached. Except for
that ionits are used for unsalting waters during
water-preparation. Inorganic and organic ionits can be natural (for example:
zeolites, cellulose, peat, wood) and synthetic (silica gel and the most important ion-exchange pitches). Depending on a degree
dissociation of ion-exchange pitches can be strong and weak.
Depending on a sort of ions which are connected to active groups of ionits,
distinguish the following its form: for cationits - the hydrogen form (H-form) and the salt form, when active groups are
connected to ions of metals (for example, Na-form, NH4-form), for
anionits OH-form, Cl-form, etc. Ability of
ionits to a full exchange is characterized
by exchange capacity which is equal to number of its active groups
participating in an exchange. For the quantitative characteristic of
ion-exchange properties of ionits usually define
their dynamic and sometimes full (general) exchange capacity (static). Main requirements to ionits, used for water
treating: high exchange capacity, high speed of an ionic exchange, sufficient
stability in relation to acids, alkalis, oxidizers and reducers, insolubility
in water, organic solvents and solutions of electrolits and limited swelling capacity. In water-preparation in a
conditions of life are frequently used high-acid cationits domestic and import manufacturers mainly for softening and iron removal of
waters. An example: the structure of cationits can be expressed formula Na2R, where Na+
- rather mobile cation. If to pass hard water through layers of cationits ions of sodium exchange on ions of calcium and
magnesium:
Ca 2 + + Na2R
= 2Na + + CaR
Mg 2 + + Na2R
= 2Na + + MgR
Thus ions Ca2+ and Mg2+
pass from a solution to cationit, and ions Na+-from cationit in a solution, and rigidity is eliminated. After pauperization of
cationit ions of Na+ cationits
usually recycle. Them maintain in solution NaCl where there is a return
replacement - ions Na+ pass in cationit, and ions Ca2+
and Mg2+ - in a solution:
CaR + 2Na+ = Na2R
+ Ca 2+
MgR + 2Na + = Na2R
+ Mg 2+
After that regenerated cationit can be used for
mitigation of new portions of hard water. The degree of regeneration is
influenced with type of ionits, structure of the sated layer, the nature,
concentration and a solution of recycling substance, temperature, time of
contact and the charge of reagents. Restoration of exchange capacity at
regeneration usually makes 60 - 100 %.
Kinds of rigidity
General rigidity. It is defined by
total concentration of ions of calcium and magnesium. Represents the sum of
carbonate (time) and uncarbonate (constant) rigidity.
Carbonate rigidity. It is caused by
presence in water of hydrocarbonates and carbonates (at рН> 8.3) calcium and magnesium. The
given type of rigidity almost completely is eliminated at boiling waters and consequently refers to as time
rigidity. At heating water hydrocarbonates break up with formation of a coal
acid and settling out of a carbonate of calcium and oxyhydroxide of magnesium.
Uncarbonate rigidity. It is caused
by presence calcium and magnesian salts of strong acids (the chamois, nitric,
hydrochloric) and at boiling it is not
eliminated (constant rigidity).
Origin of rigidity
Ions of calcium (Ca2+)
and magnesium (Mg2+), and also others alkali-ground metals causing rigidity, are present at all mineralizeed waters. Their source are natural
deposits of limestones, plaster and dolomite. Ions of calcium and magnesium act
in water as a result of interaction dissolved dioxide of carbon with minerals and at other processes
of dissolution and chemical aeration of rocks. As a source of these ions, the
microbiological processes proceeding in soil on the area of a reservoir can serve in ground adjournment, and also
sewage of the various enterprises also.
Rigidity of water changes over a
wide range and there is a set of types of classifications of water on a degree
of its rigidity. Usually in little mineralizeed waters
prevails (up to 70%-80 %) the rigidity caused by ions of calcium (though in
separate rare cases magnesian rigidity can reach(achieve) 50-60 %). With
increase in a degree of a mineralization of water the contents of ions of
calcium (Са2+) quickly falls and seldom exceeds 1 g/l. The contents of ions of magnesium (Mg2+)
in high mineralizeed waters can reach several grammes,
and in salty lakes - tens grammes on one litre of water.As a whole, rigidity of
superficial waters, as a rule, is less than rigidity of waters underground.
Rigidity of superficial waters is subject to appreciable seasonal fluctuations,
reaching usually the greatest value at the end of winter and the least during a
high water when it is plentifully diluted soft rain and thawed snow. Sea and
ocean water have very high rigidity (tens and hundreds in mg - ecv/l)
Influence of rigidity
From the point of view of
application of water for drinking needs, its acceptability on a degree of
rigidity can vary essentially depending on local conditions. The threshold of
taste for an ion of calcium lays (in recalculation on a mg - equivalent) in a
range of 2-6 mg - ecv/l, depending on corresponding of anionits, and a
threshold of taste for magnesium and than that is lower. In some cases water is
comprehensible to consumers with rigidity above 10 mg-ecv/l. High rigidity
worsens organoleptic properties of water, giving to it
bitterish taste and having negative an effect on bodies of digestion.
The world Organization of Public health
services (CART) does not offer any recommended size of rigidity under
indications of influence on health. In materials the CART is spoken that though
a number of researches and has revealed statistically inverse relationship
between rigidity of potable water and the cardiovascular diseases, the
available data are not sufficient for a conclusion about causal character of this
communication. Similarly, unequivocally it is not proved, that soft water
renders a negative effect on balance of mineral substances of an organism of
the person
At the same time, depending on рН and alkalinity, water with rigidity of 4 mg-ecv/l can above cause in distributive
system adjournment of slags and scums (a carbonate of calcium), is especial at
heating. For this reason norms of Boiler inspection enter very rigid requirements to
size of rigidity of the water used for a meal of boilers (0.05-0.1 mg-ecv/l).
Besides at interaction of salts of rigidity with washing substances (the soap,
detergent powders, shampoos) occurs formation of "soap slags" as
foam. It results not only in the significant overexpenditure of washing-up liquids.
Such foam after drying remains as a strike on the sanitary technician, linen, a
human skin, on hair (unpleasant feeling of "rigid" hair well-known to
much). The main negative influence of these slags on the person is that they
destroy a natural fatty film with which the normal skin is always covered and
hammer its time. An attribute of such negative influence is characteristic
"scratch" of cleanly washed up skin or hair. It appears, that the
irritation causing in some people feeling "soapiness" after using soft water is an attribute of that
the protective fatty film on a skin is whole and safe. It also slides.
At the same time, it is necessary to
mention and other side of a medal. Soft water with rigidity less than 2
mg-ecv/l has low buffer capacity (alcalinity) and can, depending on a level рН and of some other factors, render the increasedcorrosive attack to water
pipes. Therefore, in a number of applications (it is especial in the heating
engineer) sometimes it is necessary to carry out special processing of water
with the purpose of achievement of an optimum ratio between rigidity of water
and its corrosion activity.
EXPERIMENTAL PART
The adsorption
processes
including both processes cleanly including physical, and the processes
conducting to formation of new chemical substances are rather various.
Processes concern to them ion-exchange chromatographies proceeding between
ionits and solutions of electrolit also.
Due to the universality and these
processes have found of flexibility wide application in analytical chemistry,
food and an iron and steel industry, in power system, water-preparation and in
many other areas of a science and technics(technical equipment), and now
supersede from an industrial practice other methods sorption [1-3]. Despite of the big assortment industrial
ionits, the majority of them, especially, condensation type differ such low parameters, as low speed
sorption, small stability to thermal, chemical influences, etc. It limits
opportunities and spheres of their application [4,5].
By us it is received new
monofunctional sulphocationite on the basis of
interaction of styrene with an accessible and cheap waste of agricultural and cotton scraping industries.
Sorption abilities of sulphocationite to ions of calcium, magnesium, copper, nickel carried out research from
0.1N solutions of СаСl2, MgCl2, CuSO4
and NiSO4. Sorption of calcium and magnesium determined by trilonometric,
copper by iodometric, nickel by photocolorimetric methods [10,11].
According to the literary data,
polymers and ion-exchangers, received on the basis of derivatives of furan differ from raised thermal and chemical stability and mechanical durability [5,6]. The
basic properties of received
sulphocationite are submitted in table 1.
Table 1
The main physical and chemical
parameters of received sulphocationite
№
Parameters
Values
1.
Bulk weight, g/ml
0.68
2.
Specific volume of bulk cationit in Н-form, ml/g
3.5
3.
Static exchange capacity, in mg - ecv/g, on:
0.1N. solution of NaOH
5,2
0.1N. solution of NaCl
4.5
0.1N. solution of СaCl2
Н-form
4.2
Nа-form
4.8
0.1N. solution of MgCl2
Н-form
3.0
Nа-form
3.8
0.1 N. solution of СuSO4
Н-form
2.6
Nа-form
3.0
0.1 N. solution of NiSO4
Н-form
2.15
Nа-form
2.34
4.
Mechanical durability
99 %
As is known in many regions of our
republic used in a life and on manufacture water has high rigidity which
sometimes reaches up to 12 mg-ecv/l instead of 2874-82 "Potable
water" received according to GOST – 2.5-7 mg-ecv/l.
From the data of table 1 it is visible,
that the examinee cationit possesses high
enough parameters of size of exchange capacity on ions of calcium and
magnesium. As object of research we had been used artesian water of area
Shurchi in Surkhan-Darya area which has rigidity of 12.2 mg-ecv/l. Cationits tested in Н-and Na-forms.
1 gr. of cationit filled in 200 ml of researched water. In 24
hours water separated from cationit and determined
its rigidity trilonometric method at the presence of
the indicator chromogen
black. Thus rigidity of
water in the Н-form has made 4.5 mg - ecv/l, and in the Na-form of 2.2 mg -
ecv/l.
Except for it we had been carried
out researches on softening water of 2.5 mg-ecv/l having rigidity. After contact
within 6 hours of water with cationit rigidity of it corresponded at use cationit in:
the Н-form – 0.8 mg-ecv/l;
the Na-form – 0.4 mg-ecv/l.
Results of the received researches
testifies to perspectivity of work with the examinee with sulphocationite.
Vocabulary
Adjournment
Artesian water
Cationit
Anionit
Sorption
Sulphocationite
Rigidity
Indicator chromogen black
Thrilonometric
Bulk weight
Condensation
Hydrocarbonate
Slag
Scum
Ionits
Alkalinity
Softening
Calcium
Magnesium.
Sewage
Corrosion activity
Static
exchange capacity
Swelling capacity
Iodometric,
Photocolorimetric
Chemical stability
Thermal stability
Reagent method
Potable water
Cotton
scraping industries
Polycondensation
Correspond
Сopper
desorption
Potentiometric titration
Flexibility
Specific volume
–––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Отложения
Артезианская вода
Катионит
Анионит
Сорбция
Сульфокатионит
Жесткость
Индикатор хромоген черный
Трилонометрический
Насыпной вес
Конденсация
Гидрокарбонат
Шлак
Накипь
Ионит
Щелочность
Умягчение
Кальций
Магний
Сточные воды
Деятельность коррозии
Статическая обменная емкость
Влажность
Иодометрический
Фотокалориметрический
Химическая устойчивость
Термическая устойчивость
Реагентный метод
Питьевая вода
Хлопчатоочистительная пром.
Поликонденсация
Переписываются
Медь
Десорбция
Потенциометрич. титрование
Гибкость
Удельный объем
Список литературы
Полянский
Н.Г. Сб. Синтез и свойства ионообменных материалов», М.: «Наука»,1968г.
Либинсон
Г.С. Физико-химические свойства карбоксильных катионитов, М.: «Наука», 1969.
Гельферих
Ф. «Иониты»,М.: Изд. ИЛ., 1962 г.
Таджиходжаев
З.А. Разработка ионообменных и композиционных материалов многофункционального
назначения на основе вторичных продуктов производств и технологии их
получения».: Автореф. дисс. доктора технических наук. «, Ташкент.: 2002.
Муталов Ш.А., Турсунов Т., Назирова Р.А. Исследование сорбции ионов цветных
металлов слабоосновными анионитами поликонденсационного типа./Ж. Композиционные
материалы. № 2, С.7-8. Ташкент:. 2003.
Таджиходжаев З.А., Джалилов А.Т. Синтез и
исследование свойств катионообменных смол на основе вторичных продуктов
химических предприятий.// Ж. Прикл. химии. 1998. т. 72. № 9. С. 1578-1580.
Гриссбах
Р. «Теория и практика ионного обмена», М.: Изд. ИЛ. 1963., с. 303 – 310.
Л.Беллами
«Инфракрасные спектры сложных молекул», М.: ИЛ, 1963г.
Алексеев В.Н. «Количественный анализ», М.:
Химия, 1972г.
Пешкова В.М., Громова М.И. Практическое
руководство по спектрофотометрии и калориметрии. М.: Изд.«Московского
Университета», 1965 г.