Пом'якшення води методом іонного обміну
Реферат підготував Пулатов Х.Л.
Ташкентський хіміко-технологічний інститут
Кафедра іноземних мов
Ташкент - 2005
Вступ
Жорсткість води
Накип
та відкладення солей на побутовій техніці (наприклад, у чайниках), білі пластівці в
воді, плівка на чай і т.д. - Все це показники жорсткої води. Використання
такої води для господарських цілей викликає ряд незручностей. Наприклад,
збільшується витрата мила при пранні, повільно розварюються м'ясо і овочі,
зменшується термін служби побутової техніки. В даний час відома взаємозв'язок
жорсткості води і утворення каменів у нирках. Жорсткість питної води за
діючим стандартам повинна бути не вище 7 мг-екв/л, і лише в особливих випадках
допускається до 10 мг-екв/л. Для виробничих цілей використання жорсткої
води неприпустимо.
Загальна
жорсткість води - це сукупність властивостей, зумовлених змістом в ній
іонів кальцію і магнію. Якщо концентрація цих іонів велика, то воду називають
жорсткою, якщо мала - м'якою. При великому вмісті іонів магнію, вода
гіркуватий на смак і надає послаблювальну дію на кишечник. Розрізняють
карбонатну і некарбонатних жорсткість. Карбонатна жорсткість викликана
присутністю розчинених гідрокарбонатів кальцію Ca (HCO3) 2
і магнію Mg (HCO3) 2. При кип'ятінні гідрокарбонати
руйнуються з утворенням опадів малорозчинний карбонатів CaCO3, таким чином
жорсткість зменшується, тому карбонатну жорсткість називають тимчасовою. Т.ч.,
при кип'ятінні іони Mg2 + і Ca2 + осідають у вигляді карбонатів. Наприклад:
Жорсткість, що зберігається після кип'ятіння води, називається постійною або
некарбонатних. Вона зумовлена розчиненими у воді кальцієвими і магнієвими
солями сильних кислот (сульфатами та хлоридами). Жорстку воду перед
вживанням мовить м'якенькі.
Перший
спосіб - реагентниє. Тобто, додавання гашеного вапна і соди Na2CO3
(вапняний спосіб), додавання поліфосфатів.
Другий
спосіб - застосування катіонітів, тобто, синтетичних іонообмінних смол
(фільтрування).
Іонообмінні смоли
Це
речовини, здатні до іонного обміну при контакті з розчинами електролітів.
Іонообмінна очищення дозволяє витягувати і утилізувати широкий спектр
забруднюючих речовин: важкі метали, хром, нітрати та нітрити, ПАР, ціанисті
з'єднання, радіоактивні речовини, а також мовить м'якенькі і обезжелезівает воду. При
цьому досягається високий ступінь очищення (до рівня ГДК). Крім того іоніти
використовуються для знесолення води в процесі водопідготовки. Неорганічні і
органічні іоніти можуть бути природними (наприклад: цеоліти, целюлоза, торф,
деревина) і синтетичними (силікагель, сульфазол і найбільш важливі
іонообмінні смоли). За знаком заряду обмінюються іонів все іоніти діляться на
катіоніти, що виявляють кислотні властивості та аніоніти, що володіють основними
властивостями. Залежно від ступеня дисоціації іонообмінні смоли можуть бути
сильними і слабкими. Залежно від роду іонів, які пов'язані з активними
групами іоніти, розрізняють наступні його форму: для катіонітів - водневу
форму (H - форма) та сольову форму, коли активні групи пов'язані з іонами
металів (наприклад, Na - форму, NH4 - форму), для аніонітів OH - форму, Cl --
форму і др.Способность іоніти до повного обміну характеризується обмінної
ємністю, що дорівнює числу його активних груп, що беруть участь в обміні.
Для кількісної характеристики іонообмінних властивостей іонітів зазвичай
визначають їх динамічну і іноді повну (загальну) обмінну ємність
(статичну). Основні вимоги до іоніти, які використовуються для очищення води:
висока обмінна ємність, висока швидкість іонного обміну, достатня
стійкість по відношенню до кислот, лугів, окислювача і відновлювачем,
нерозчинність у воді, органічних розчинниках і розчинах електролітів і
обмежена набухаемость. У водопідготовки в побутових умовах часто
використовуються сільнокіслотние катіоніти вітчизняних та імпортних виробників
переважно для зм'якшення і знезалізнення води. Приклад: Склад катіоніту
можна виразити формулою Na2R, де Na + - дуже рухливий
катіон. Якщо пропускати жорстку воду через шари катіоніту, то іони натрію
обмінюються на іони кальцію і магнію:
Ca 2 + + Na2R =
2Na + + CaR
Mg 2 + + Na2R =
2Na + + MgR
Таким
чином іони Ca2 + і Mg2 + переходять з розчину в
катіонів, а іони Na + - з катіоніту в розчин, і жорсткість усувається. Після
збіднення катіоніту іонами Na + катіоніти зазвичай регенерують. Їх витримують у
розчині NaCl, де відбувається зворотне заміщення - іони Na + переходять в
катіонів, а іони Ca2 + і Mg2 + - в розчин:
CaR + 2Na + = Na2R + Ca 2 +
MgR + 2Na + = Na2R + Mg 2 +
Після
цього регенерований Катіоніт може бути використаний для пом'якшення нових
порцій жорсткої води. Аналогічно і для аніонітів. На ступінь регенерації впливає
тип іоніти, склад насиченого шару, природа, концентрація і розчин
регенеруючого речовини, температура, час контакту і витрати реагентів.
Відновлення обмінної ємності при регенерації звичайно становить 60 - 100%. У
даній таблиці наведені основні катіони металів, що викликають жорсткість, і
головні аніони, з якими вони асоціюються.
Катіони
Аніони
Кальцій (Ca2 +)
Гідрокарбонат (HCO3-)
Магній (Mg2 +)
Сульфат (SO42-)
Стронцій (Sr2 +)
Хлорид (Cl-)
Залізо (Fe2 +)
Нітрат (NO3-)
Марганець (Mn2 +)
Силікат (SiO32-)
На
практиці стронцій, залізо і марганець роблять на жорсткість такий невеликий
вплив, що ними, як правило, нехтують. Алюміній (Al3 +) і тривалентне
залізо (Fe3 +) також впливають на жорсткість, але при рівнях рН, що зустрічаються в
природних водах, їх розчинність і, відповідно, "внесок" у жорсткість
мізерно малі. Аналогічно, не враховується і незначний вплив барію
(Ва2 +).
Види жорсткості
Загальна
жорсткість. Визначається сумарною концентрацією іонів кальцію і магнію.
Являє собою суму карбонатної (тимчасової) і некарбонатних (постійної)
жорсткості. Карбонатна жорсткість. Обумовлена наявністю у воді гідрокарбонатів і
карбонатів (при рН> 8.3) кальцію і магнію. Даний тип жорсткості майже
повністю усувається при кип'ятінні води і тому називається тимчасової
жорсткістю. При нагріванні води гідрокарбонати розпадаються з утворенням вугільної
кислоти та випаданням в осад карбонату кальцію і гідроксиду магнію.
некарбонатних
жорсткість. Обумовлена присутністю кальцієвих і магнієвих солей сильних кислот
(сірчаної, азотної, соляної) і при кип'ятінні не усувається (постійна
жорсткість).
Одиниці виміру
В
світовій практиці використовується кілька одиниць вимірювання жорсткості, всі вони
певним чином співвідносяться один з одним. У Росії Держстандартом в
Як одиниця жорсткості води встановлений моль на кубічний метр (моль/м3).
Один
моль на кубічний метр відповідає масової концентрації еквівалентів іонів
кальцію (1/2 Ca2 +) 20.04 г/м3 та іонів магнію (1/2Mg2 +) 12.153 г/м3. Числове
значення жорсткості, виражена в молях на кубічний метр одно числовому
значенням жорсткості, вираженому в мг-еквівалентах на літр (або
кубічний дециметр), тобто 1моль/м3 = 1ммоль/л = 1 мг-екв/л = 1мг-екв/дм3.
Крім
цього в зарубіжних країнах широко використовуються такі одиниці твердості, як
німецька градус (do, dH), французький градус (fo), американський градус, ppm
CaCO3.
Одиниці жорсткості води
Моль/м3 (мг-екв/л)
Німецька градус, do
Французька градус, fo
Американський градус
ppm мг/дм3 СаСО3
1.000
2.804
5.005
50.050
50.050
Співвідношення
цих одиниць жорсткості представлено в наступній таблиці:
Примітка:
Один
німецька градус відповідає 10 мг/дм3 СаО або 17.86 мг/дм3 СаСО3 у воді.
Один
французький градус відповідає 10 мг/дм3 СаСО3 у воді.
Один
американський градус відповідає 1 мг/дм3 СаСО3 у воді.
Походження жорсткості
Іони
кальцію (Ca2 +) і магнію (Mg2 +), а також інших лужноземельних металів,
обумовлюють твердість, присутні у всіх мінералізованих водах. Їх
джерелом є природні поклади вапняків, гіпсу і доломіту. Іони
кальцію і магнію надходять у воду в результаті взаємодії розчиненого
діоксиду вуглецю з мінералами і при інших процесах розчинення і хімічного
вивітрювання гірських порід. Джерелом цих іонів можуть служити також
мікробіологічні процеси, що протікають в грунтах на площі водозбору, в
донних відкладеннях, а також стічні води різних підприємств.
Жорсткість
води коливається в широких межах і існує безліч типів класифікацій
води за ступенем її жорсткості.
Зазвичай
в маломінералізованих водах переважає (до 70% -80%) жорсткість, обумовлена
іонами кальцію (хоча в окремих рідкісних випадках магнієва жорсткість може
досягати 50-60%). Зі збільшенням ступеня мінералізації води вміст іонів
кальцію (Са2 +) швидко падає і рідко перевищує 1 г/л. А зміст іонів
магнію (Mg2 +) в високомінералізованих водах може досягати декількох
грамів, а в солоних озерах - десятків грамів на один літр води
В
цілому, жорсткість поверхневих вод, як правило, менше жорсткості вод
підземних. Жорсткість поверхневих вод схильна до помітних сезонних коливань,
досягаючи звичайно найбільшого значення в кінці зими і найменшого в період
повені, коли рясно розбавляється м'яких дощової і талої води. Морська і
океанська вода мають дуже високу твердість (десятки і сотні мг-екв/дм3)
Вплив жорсткості
З
точки зору застосування води для питних потреб, її прийнятність за ступенем
жорсткості може істотно варіюватися залежно від місцевих умов.
Поріг смаку для іона кальцію лежить (у перерахунку на міліграм-еквівалент) в діапазоні
2-6 мг-екв/л, в залежності від відповідного аніону, а поріг смаку для
магнію і того нижче. У деяких випадках для споживачів прийнятна вода з
жорсткістю вище 10 мг-екв/л. Висока жорсткість погіршує органолептичні
властивості води, надаючи їй гіркуватий смак і роблячи негативну дію
на органи травлення.
Всесвітня
Організація Охорони Здоров'я (ВООЗ) не пропонує будь-якої рекомендованої
величини жорсткості за показниками впливу на здоров'я. У матеріалах ВООЗ
йдеться про те, що хоча ряд досліджень і виявив статистично зворотну
залежність між жорсткістю питної води і серцево-судинними
захворюваннями, наявні дані не достатні для висновку про причинному характер
зв'язку з цим. Аналогічним чином, однозначно не доведено, що м'яка вода
надає негативний ефект на баланс мінеральних речовин в організмі
людини
Разом
з тим, залежно від рН і лужності, вода з жорсткістю вище 4 мг-екв/л може викликати в
розподільчій системі відкладення шлаків і накипу (карбонату кальцію), особливо
при нагріванні. Саме тому нормами Котлонагляду вводяться дуже жорсткі
вимоги до величини жорсткості води, яка використовується для живлення котлів (0.05-0.1
мг-екв/л
Крім
того, при взаємодії солей жорсткості з миючими речовинами (мило, пральні
порошки, шампуні) відбувається утворення "мильних шлаків" у вигляді
піни. Це призводить не тільки до значної перевитрати миючих засобів. Така
піна після висихання залишається у вигляді нальоту на сантехніці, білизна, людської
шкірі, на волоссі (неприємне відчуття "жорстких" волосся добре відоме
багатьом). Головним негативним впливом цих шлаків на людину є
те, що вони руйнують природну жирову плівку, якої завжди покрита
нормальна шкіра і забивають її пори. Ознакою такого негативного впливу
є характерний "скрип" чисто вимитою шкіри або волосся.
Виявляється, що викликає у деяких роздратування почуття
"милкості" після користування м'якою водою є ознакою того,
що захисна жирова плівка на шкірі ціла і неушкоджена. Саме вона і ковзає. У
Інакше, доводиться витрачатися на лосьйони, зм'якшуючим і зволожуючі
креми та інші хитрощі для відновлення тієї захисту шкіри, якою нас і так
природа. Разом з тим, необхідно згадати і про інший бік медалі. М'які
вода з жорсткістю менше 2 мг-екв/л має низьку буферну ємність (лужність) і
може, залежно від рівня рН і ряду інших факторів, надавати підвищену
корозійний вплив на водопровідні труби. Тому, у ряді застосувань
(особливо в теплотехніці) іноді доводиться проводити спеціальну обробку
води з метою досягнення оптимального співвідношення між жорсткістю води та її
корозійної активністю.
Експериментальна частина
Адсорбційні
процеси, що включають в себе як процеси суто що включає в себе фізичні,
так і процеси, що призводять до утворення нових хімічних речовин вельми
різноманітні. До них належать і процеси іонообмінної хроматографії,
протікають між іонітів і розчинами електроліту.
Завдяки
свою універсальність і гнучкості ці процеси знайшли широке застосування в
аналітичної хімії, харчової та гідрометалургійному промисловості, в
теплоенергетиці, водопідготовки і в багатьох інших галузях науки і техніки, і
в даний час витісняють з виробничої практики інші методи сорбції [1-3]. Незважаючи на великий асортимент
промислових іонітів, більшість з них, особливо, поліконденсаційні типу
відрізняються такими низькими показниками, як низька швидкість сорбції, мала
стійкість до термічних, хімічних впливів та ін Це обмежує
можливості та сфери їх застосування [4,5].
Нами
отриманий новий монофункціональних сульфокатіоніт на основі взаємодії
стиролу з доступним і дешевим відходом сільськогосподарської та
бавовноочисний промисловості.
Після
сульфірованія стирольні-фурфурольного полімеру, отриманий Катіоніт переводили
в Н-форму і визначали його основні фізико-хімічні та сорбційні властивості.
Для встановлення функціональності і ступеня їх дисоціації була знята крива
потенціометричного титрування (рис.1), яку знімали методом окремих
навішень катіоніту в Н-формі, шляхом контактування розчину хлориду натрію і
їдкого натрію (Сісх = 0.1N розчин) за методикою [8].
Рис.1.
Крива потенціометричного титрування.
За
досягненні рівноваги через 48 годин визначали рН розчину на рН-метрі "рН-340». З рис.1 видно, що
крива потенціометричного титрування характеризує Катіоніт як
монофункціональних дисоціюють в нейтральній, слабко-і сільнощелочной
середовищах.
Удавана
константа дисоціації (РКН) йоногенних груп катіоніту, знайдена з
кривої титрування за методикою [8] дорівнює РКН = 1.8-2.2.
Значення РКН що здається константи дисоціації також свідчить,
що отриманий Катіоніт відноситься до групи сільнокіслотних іонітів.
Присутність
SO3H-груп у структурі
отриманого катіоніту підтверджують ІЧ-спектри поглинання сульфірованного
полімеру. Так SO3H-групи в спектрі
сульфірованного полімеру характеризуються смугою поглинання в області 1200 см-1,
що узгоджується з літературними даними [9] Дослідження сорбционной
здатності сульфокатіоніта до іонів кальцію, магнію, міді, нікелю проводили з
0.1N розчинів СаСl2, MgCl2, CuSO4 і NiSO4. Поглинання
кальцію і магнію визначали трілонометріческі, йодометріческі міді, нікелю
фотоколориметр-но [10,11]. Згідно з літературними даними, полімери й
іонообмінника, отримані на основі похідних фуран відрізняються підвищеною
термо-хімічностійких і механічною міцністю [5,6]. Основні властивості
отриманого сульфокатіоніта представлені в таблиці 1.
Як
відоме у багатьох регіонах нашої республіки використовувана в побуті і на
виробництві вода має високу твердість, яка іноді доходить до 12
мг-екв/л замість одержуваного відповідно до ГОСТ 2874-82 «Питна вода» - 2.5-7 мг-екв/л.
Таблиця
1
Основні
фізико-хімічні показники отриманого сульфокатіоніта
№
Показники
Значення
1.
Насипна вага, г/мл
0.68
2.
Питома обсяг набряклого
катіоніту в Н-формі, мл/г
3.5
3.
Статична обмінна ємність, в
мг-екв/г, за:
0.1N. розчину NaOH
5,2
0.1N. розчину NaCl
4.5
0.1N. розчину СaCl2
Н-форма
4.2
Nа-форма
4.8
0.1N. розчину MgCl2
Н-форма
3.0
Nа-форма
3.8
0.1 N. розчину СuSO4
Н-форма
2.6
Nа-форма
3.0
0.1 N. розчину NiSO4
Н-форма
2.15
Nа-форма
2.34
4.
Механічна міцність
99%
З
даних таблиці 1 видно, що випробуваний Катіоніт має досить високі
показниками величини обмінної ємності з іонів кальцію і магнію.
В
Як об'єкт дослідження нами була
використана артезіанська вода Шурчінского району Сурхандарьінской області,
яка має жорсткість 12.2 мг-екв/л. Катіонітів випробовували в Н-та Na-формах.
1
гр. катіоніту заливали 200 мл досліджуваної води. Через 24 години воду відділяли від
катіоніту і визначали її жорсткість трілонометріческім методом у присутності
індикатора хромоген чорний. При цьому жорсткість води в Н-формі склала 4.5
мг-екв/л, а в Na-формі
2.2 мг-екв/л.
Крім
цього нами були проведені дослідження з зм'якшенню водопровідної води має
жорсткість 2,5 мг-екв/л. Після контакту протягом 6 годин водопровідної води з
катіонітів жорсткість її відповідала при використанні катіоніту в:
Н-формі
- 0.8 мг-екв/л;
Na-формі - 0.4 мг-екв/л.
Результати
отриманих досліджень свідчить про перспективність роботи з випробуваним
сульфокатіонітом.
***
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 ie, addition slaked to exhaust and soda
Na2CO3 (a limy way), addition of polyphosphates.
The second way - application of
cationits, ie, 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 мовить м'якенькі 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
---
----------------------------------------------- -------------------------------------------------- -----------
Відкладення
Артезіанська вода
Катіоніт
Аніоніт
Сорбція
Сульфокатіоніт
Жорсткість
Індикатор хромоген чорний
Трілонометріческій
Насипна вага
Конденсація
Гідрокарбонат
Шлаки
Накип
Іоніти
Лужність
Пом'якшення
Кальцій
Магній
Стічні води
Діяльність корозії
Статична обмінна ємність
Вологість
Іодометріческій
Фотокалоріметріческій
Хімічна стійкість
Термічна стійкість
реагентниє метод
Питна вода
Хлопчатоочістітельная пром.
поліконденсації
Листуються
Мідь
десорбції
Потенціометріч. титрування
Гнучкість
Питома обсяг
Список літератури
Полянський
Н.Г. Сб Синтез і властивості іонообмінних матеріалів », М.:« Наука », 1968р.
Лібінсон
Г.С. Фізико-хімічні властивості карбоксильних катіонітів, М.: «Наука», 1969.
Гельферіх
Ф. «Іоніти», М.: Изд. ІЛ., 1962 р.
Таджіходжаев
З.А. Розробка іонообмінних і композиційних матеріалів багатофункціонального
призначення на основі вторинних продуктів виробництв та технології їх
отримання ».: Автореф. дисс. доктора технічних наук. «, Ташкент.: 2002.
Муталов Ш.А., Турсунов Т., Назірова Р.А. Дослідження сорбції іонів кольорових
металів слабоосновнимі аніоніти поліконденсаційні типу./Ж. Композиційні
матеріали. № 2, С.7-8. Ташкент:. 2003.
Таджіходжаев З.А., Джалілов А.Т. Синтез і
дослідження властивостей катіонообменних смол на основі вторинних продуктів
хімічних підприємств.// Ж. прикл. хімії. 1998. т. 72. № 9. С. 1578-1580.
Гріссбах
Р. «Теорія і практика іонного обміну», М.: Изд. ІЛ. 1963., С. 303 - 310.
Л. Белламі
«Інфрачервоні спектри складних молекул», М.: ИЛ, 1963р.
Алексєєв В.М. «Кількісний аналіз», М.:
Хімія, 1972р.
Пєшкова В.М., Громова М.И. Практичне
посібник з спектрофотометрії та калориметрії. М.: Изд. «Московського
Університету », 1965 р.
