Условие задачи
Для полного обессоливания методом ионообменной адсорбции V м3 природной или разбавленной сточной воды последовательно пропускают через колонки с т1 кг катионита в Н-форме и с т2 кг анионита в ОН-форме. Динамические обменные ёмкости катионита равны: А моль-экв соли/кг катионита; В моль-экв соли/кг анионита. Охарактеризуйте процесс ионообменной адсорбции из воды на ионитах.
1. Напишите уравнения ионообменных реакций, протекающих на катионите и анионите с участием ионов каждой соли.
2. Определите, в какой последовательности будут адсорбироваться ионы на катионите и анионите, расположив их в ряд по уменьшению адсорбируемости.
3. Пересчитайте концентрацию солей в водном растворе, выраженную в г/л, в молярную концентрацию эквивалентов (моль экв/л) и определите суммарную концентрацию солей в моль экв/л.
4. Рассчитайте искомые величины х, указанные в варианте задания.
5. Предложите методы регенерации отработанных катионитов и анионитов и напишите уравнения соответствующих ионообменных реакций.
Ответ
1. Реакции на катионите:
NaCl + R-H = NaR + HCl
MgCl2 + 2R-H = MgR2 + 2HCl
MgSO4 + 2R-H = MgR2 + H2SO4
AlCl3 + 3R-H = AlR3 + 3HCl
Реакции на анионите:
2R-OH + H2SO4 = R2SO4 + 2H2O
R-OH + HCl = RCl + H2O.
2. Адсорбируются в первую очередь ионы с большим зарядом, а из двух ионов с одинаковым зарядом легче адсорбируется ион с большим радиусом.
На катионите порядок адсорбции (по уменьшению адсорбируемости) следующий: Al3+, Mg2+, Na+.
На анионите порядок адсорбции (по уменьшению адсорбируемости):
SO42-, Cl-.
3. Молярная концентрация эквивалентов равна
