Условие задачи
Для полного обессоливания методом ионообменной адсорбции V м3 природной или разбавленной сточной воды последовательно пропускают через колонки, содержащие m1 кг катионита в Н-форме, ДОЕкат, моль экв/кг и m2 кг анионита в ОН-форме, ДОЕанион, моль экв/кг.
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 объём V м3 воды, из которого при заданных параметрах процесса можно полностью извлечь соли.
m1 = 1,5 кг; m2 = 2,0 кг; ДОЕкат = 4,3 моль экв/кг; ДОЕанион = 3,9 моль экв/кг; AlCl3 C = 0,020 г/л; Sn(NO3)2 С = 0,012 г/л; ZnCl2 С = 0,037 г/л; Na2SO4 С = 0,025 г/л.
Ответ
1) AlCl3 + 3R-H = R3Al + 3HCl;
R-OH + HCl = RCl + H2O.
Sn(NO3)2 + 2R-H = R2Sn + 2HNO3;
R-OH + HNO3 = RNO3 + H2O.
ZnCl2 + 2R-H = R2Zn + 2HCl;
R-OH + HCl = RCl + H2O.
Na2SO4 + 2R-H = 2RNa + H2SO4;
2R-OH + H2SO4 = R2SO4 + 2H2O.
2) Порядок адсорбции катионов: Al3+; Sn2+; Zn2+; Na+.
В первую очередь адсорбируются катионы с большим зарядом. Если у двух катионов заряд одинаковый, то в первую очередь будет адсорбироваться катион с большим радиусом. Такое же правило действует в отношении анионов. Порядок адсорбции анионов: SO42--; NO3--; Cl-.
3) Молярная концентрация эквивале...
