А., Н. «ҚҰрылыс материалдары химиясы» ПӘнінен зертханалық сабақтарды өтуге арналғАН
жүктеу/скачать 0.92 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Суды жұмсарту.
| Судың кермектілігін анықтау
Судың кермектілігі – оның сапасын анықтаушы көрсеткіштердің бірі. Табиғи сулардың кермектілігі олардағы кальций және магний тұздарының болуына байланысты. Ол Са2+ және Мg2+ иондарының бір литр судағы жалпы милимоль мөлшерімен бейнеленеді. Кермектілік екі топқа жіктеледі: уақытша және тұрақты. Уақытша (карбонатты) кермектілік Ку, негізінен, суда кальций және магний гирокорбанаттары Са(НСО3)2 мен Мg(НCО3)2 болуымен сипатталады, олар суды қайнатқан кезде ерімейтін тұздарға айналады және қатты тұнба түрінде тұнады: Са(НСО3)2 СаСО3 СО2 Н2О Мg(НСО3)2 МgСО3 СО2 Н2О Тұрақты (корбанатты емес) кермектік Кт судағы кальций және магний хлоридтері, сульфаттары, нитраттары мөлшерімен анықталады, олар суды қайнатқан кезде де ерітіндіде еріген күйде болады. Судың уақытша және тұрақты кермектілігінің қосындысы жалпы кермектілікті береді. Табиғи сулар жалпы кермектілік бойынша: жұмсақ (Қу 2); орташа кермек (Қу 210) және кермек (Қу 10) суларға жіктеледі. Суды жұмсарту. Суға кермектілік беретін кальций және магний қосылыстарынан тазалау, суды жұмсарту деп аталады. Суды жұмсартудың ең тиімді әдістерінен бірі әкті-содалы әдісті фосфатты әдіспен үйлестіру болып табылады. Жұмсарту процесі төмендегі процестерге негізделген: уақытша кермектілікті жою, темір иондарын жою және СО2 байланыстыру үшін сөндірілген әкпен өңдеу: Са(НСО3)2 Са(ОН)2 2СаСО3 2Н2О Мg(НСО3)2 2Са(ОН)2 2СаСО3 Мg(ОH)2 2Н2О FеSО4 Cа(ОH)2 Fе(ОH)2 CаSО4 CО2 Cа(ОH)2 CаCО3 H2О тұрақты кермектілікті жою үшін кальцилендірілген содамен өңдеу: Cа2 және Мg2 иондарын толық тұндыру үшін тринатрийфосфатпен өңдеу: 3Са(НСОз)2 2Nа3PО4 Cа3(РО4)2 6NаHCО3 3МgCl2 2Nа3PО4 Мg3(PО4)2 6NаCl Кальций және магний фосфаттарының ерігіштігі өте төмен болғандығы, фосфатты әдістің тиімділігін қамтамасыз етеді. Қазіргі кезде суды жұмсарту, тұзсыздандыру және кремнийсіздендіру үшін ион алмасу әдісі кеңінен қолданылуда. Ол әдістің мазмұны, қатты дене – ионит – электролит ерітіндісіндегі оң және теріс зарядты иондарды эквивалент мөлшердегі сондай зарядталған басқа иондармен алмастыру арқылы жүреді. Алмастырылатын иондар заряды түріне қарай иониттер – катиониттер және аниониттерге бөлінеді. Катиониттер – негізінен суда ерімейтін заттар болып, суда ерімейтін анионды тұз немесе қышқыл күйінде болады; иониттегі катиондар (натрий немесе сутегі) белгілі бір жағдайда ерітіндідегі катиондармен алмасу реакциясына түседі. Ондай катиондар – Nа-катиониттер немесе Н-катиониттер деп аталады. Аниониттер – кермек суда ерімейтін катиондардың негізері немесе тұздары. Аниониттер құрамында белсенді гидроксил тобы болады (ОН-аниониттер). Nа-катиониттері ретінде алюмосиликаттар: глауконит, цеолит, пермутит және басқалар; Н-катиониттер ретінде – сульфокөмір, синтетикалық шайырлар қолданылады. ОН-аниониттерге құрамы күрделі синтетикалық шайырлар, мысалы карбамидтер қолданылады. Ерітінді мен ионит арасындағы ион алмасу гетерогенді сипатқа ие химиялық реакция болып табылады. Ион алмасу әдісімен тазаланған судағы қоспалар тұнба түзбейді және бұлай өңдеу кезінде компоненттерді үнемі қосып тұру талап етілмейді. Иониттердің негізгі сипаттамаларының бірі алмасу сыйымдылығы деп аталады, ол иониттің белгілі бір жағдайда белгілі мөлшердегі иондарды жұтуын көрсетеді. Алмасу сыйымдылығы ионитті фильтрлер жұмысшы циклының ұзақталағымен анықталады. Иониттің алмасу сыйымдылығы белгілі бір шекке жеткен соң, оны қалпына келтіріу процесі жүреді (қарсы құрамдағы ион алмасу процесін жүргізу арқылы). Катионды жұмсарту процесінің негізінде катиониттердегі натрий және сутегі иондарының Са2 және Мg2 иондарына алмасу реакциясы жүреді. Натрий иондарының алмасуы Nа –катиондалу, сутегі иондарының алмасуы Н-катиондалу деп аталады: 2RNа Cа2 R2Cа2 Nа 2RNа Мg2 R2Мg2 Nа бұндағы R – комплексті матрицалар және ион алмасу реакциясына қатыспайтын функционалды топтар (бір валентті деп алған). Н-катиондалуда катион алмасу төмендегі реакция бойынша жүреді: 2RН Cа2 R2Cа2 Н 2RН Мg2 R2Мg2 Н RН Nа RNa Н Катиониттердегі алмасу сыйымдылығы белгелі бір шекке жеткен соң, олар NaCl немесе күкірт қышқылы H2SО4 ерітінділерімен жуу арқылы қайта қалпына келтіріледі. Катионитті NаCl ерітіндісімен қайта қалпына келтіруде төмендегі реакциялар жүреді: R2Cа2 nNа 2RNа Cа2 (n - 2)Nа R2Мg2 nNа 2RNа Мg2 (n - 2)Nа бұндағы (n–2) – стехилметрикалық шамамен салыстырғанда артықша алынған NаCl. Н-катион фильтрінің қайта қалпына келтіру 1-1,5% ті күкірт қышқылы ерітіндісімен төмендегі реакцияларға сәйкес жүреді: R2Cа2 nН 2RН Cа2 (n - 2)Н R2Мg2 nН 2RН Мg2 (n - 2)Н RNа nН RН Nа (n - 1)Н Анионит қабаттары арқылы суды фильтрлеу кезінде төмендегі реакцияға сәйкес жүретін аниондардың сорбциясы жүреді: RОH- Cl- RCl- ОH- 2RОН- SО42- R2SО42- 2ОH- Анионитті фильтрлердің қайта қалпына келуі, негізінен, 4% ды NаОН ерітіндісімен төмендег реакцияға сәйкес жүргізіледі: RCl- nОH- RОH- Cl- (n – 1)ОH- R2SО42- nОH- 2RОH- SО42- (n – 2)ОH- жүктеу/скачать 0.92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|