Регенерация истощенного катионита состоит в фильтровании через него 1 ... 1,5 % раствора серной кислоты. При этом катионы водорода вытесняют ионы кальция и магния, которые переходят в раствор и удаляются из фильтра.

Процесс регенерации характеризуется следующими реакциями: R₂Ca + пН⁺ «— 2RH + Са²⁺+ (п-2)Н⁺

R₂Mg + nH⁺ ^ 2RH + Mg²⁺ + (п-г)^

RNa + nH⁺ ^ RH + Na⁺ + (n-l)H⁺

Ограничение концентрации раствора H₂S0₄ связано с возможностью выделения на зернах регенерируемого катионита трудно растворимого CaS0₄, т.е. его загипсовывания. Следующим способом для борьбы с загипсовыванием катионита является ограничение времени контакта регенерационного раствора с катионитом, что реализуется на практике увеличением скорости пропуска 1,5% раствора H2SO4 до не менее 10 м/ч.

Расход реагента существенно снижается, а качество фильтрата повышается при применении противоточной регенерации ионитного фильтра.

3. Экспериментальная часть

Опыт 3.1. Определение общей жесткости водопроводной воды.

Цель работы: Определить суммарную концентрацию ионов Са²⁺ и Mg²⁺ в водопроводной воде.

Выполнение опыта: Взять 100 мл воды для исследования, добавить 5 мл аммиачно-буферного раствора, добавить 7 ... 8 капель индикатора хром темно-синий, оттитровать полученную смесь 0,1 н раствором трилона Б до серо-голубого изменения окраски. Величину общей жесткости рассчитываем по формуле:

(3,

где А - расход трилона Б, мл; N - нормальность раствора

трилона Б; V - объем, взятый для анализа пробы воды, мл; К -

коэффициент нормальности раствора кислоты.

15

№	V,, мл 0,1 н НС1 с фенолфталеином	V2, мл ОД н НС1 с метилоранжем	IV,+V2j мл ОДн НС1

Величину щелочности определяют по формуле:

к-в-ылт Щ<> — , (4)

где V - объем анализируемой пробы; В - расход кислоты (X Vi⁺V₂), мл; N - нормальность раствора НС1; К- коэффициент нормальности раствора кислоты.

Опыт 3.3. Получение Н - катионированной воды.

Цель работы: Заменить катионы Са²⁺, Mg²⁺ и др. содержащиеся в исследуемой воде на катион водорода.

Выполнение опыта: Через колонку, набитую катионитом фильтруем 200 мл исходной воды. Умягченную воду собираем и приступаем к ее анализу: определяем жесткость и кислотность Н - катионированной воды.

Опыт 3.4. Определение общей жесткости Н - катионированной воды из опыта 3.3.

Цель работы: Определить суммарную концентрацию ионов Са²⁺ и Mg²⁺ в воде, полученной в опыте 3.3.

Выполнение опыта: Взять 100 мл воды из опыта 3.3, добавить 5 мл аммиачно-буферного раствора, добавить 7 ... 8 капель индикатора хром темно-синий, оттитровать 0,1 н раствором

№ опыта	Жо, г-экв/л водопров. воды	Жо, г-экв/л Н-катионир. воды	Що, г-экв/л водопров. воды	Сн+, г-экв/л Н-катиониров. воды

17

Контрольные вопросы:

1. Физико-химические основы ионного обмена?

2. Какие вы знаете неорганические иониты?

3. Виды природных и синтетических органических ионитов?

4. Ионообменные смолы?

5. Селективные ионообменные смолы?

6. Окислительно-восстановительные ионообменные смолы?

7. Набухаемость ионитов?

8. Обменная емкость ионитов?

9. Механическая прочность ионитов?

10. Осмотическая стабильность ионитов?

11. Химическая стойкость ионитов?

12. Эквивалентность обмена ионов при использовании ионитов?

13. Обратимость процессов обмена ионов?

14. Ряд селективности катионов, т.е. преимущественной адсорбции на ионитах?

15. Ряд селективности анионов?

16. Н - катионирование?

Список литературы

1. Белан Ф.И. Водоподготовка. - М.: Энергия, 1979. - 208 с.

2. Вихрев В.Ф., Шкроб М.С. Водоподготовка. - М.: Энергия, 1973.-416 с.

3. Громогласов А. А., Копылов А.С., Пильщиков А.П. Водоподготовка: процессы и аппараты. - М.: Энергатомиздат, 1990.-271 с.

4. Копылов А.С., Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике. - М.: МЭИ, 2003. - 310 с.

5. Аширов А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов, газов. - Л.: Химия, 1983. - 295 с.