Напишите уравнения ионообменных реакций, протекающих на катионите и анионите с участием ионов каждой соли. Определите, в какой последовательности будут адсорбироваться ионы на ... Для полного обессоливания методом ионообменной адсорбции V м3

25 июля 2024
Химия

Условие:

Для полного обессоливания методом ионообменной адсорбции V м³ природной или разбавленной сточной воды последовательно пропускают через колонки, содержащие m₁ кг катионита в Н-форме, ДОЕ_кат, моль экв/кг и m₂ кг анионита в ОН-форме, ДОЕ_анион, 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; ДОЕ_кат = 4,3 моль экв/кг; ДОЕ_анион = 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.

Решение:

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: SO₄^2--; NO₃^--; Cl^-.

3) Молярная концентрация эквивале...