3.1.2. Определение физических свойств ионитов.

Иониты характеризуются рядом физико–химических и физико–механических свойств. К физическим свойствам относятся: влажность, фракционный состав в набухшем состоянии, насыпной вес, удельный объем, набухаемость.

Приборы и реактивы.

1. Цилиндры мерные на 10, 100, 250 мл.

2. Сушильный шкаф, эксикатор.

3. Бюксы.

4. Катионит в Н–форме, анионит в ОН–форме или Cl–форме.

Выполнение работы.

а) Определение влажности ионита.

В бюкс с притертой пробкой помещают навеску 3-4 г катионита, взвешенного с точностью до 0,002г. Катионит высушивают до постоянной массы при 105⁰С. Перед взвешиванием бюкс с катионитом охлаждают в эксикаторе в течении 1 часа. Расчет влажности ионита проводят по формуле:

ω= , где

m₁– масса ионита до сушки, г

m₂– масса ионита после сушки, г

ω–влажность, %.

Определение влажности низкоосновных анионитов выполняется по той же методике при t=75–80⁰С

б) Определение насыпного веса анионита.

В мерный цилиндр объемом 10 мл вносят 5 г предварительно подготовленного ионита. Встряхивают пробу, постукивая дном цилиндра по твердой поверхности до прекращения осадки слоя ионита. Насыпной вес ионита вычисляют по формуле:

В= , где

В– насыпной вес ионита, г/мл;

m–масса ионита, г;

V– объем ионита, мл.

в) Определение набухаемости ионита.

Под набухаемостью ионита подразумевают изменение удельного объема при переходе его из одной формы в другую. Набухаемость представляет разницу удельных объемов набухшего и сухого ионита и выражается в мл/г (V₀–V^׳₀).

Под удельным объемом ионита понимают отношение объема набухшего ионита к массе сухого ( мг/г). Относительная набухаемость определяется как отношение удельного объема в одних условиях к удельному объему в других.

0. Определение обменной емкости ионита.

Емкость ионообменной смолы определяется количеством ионов, обмениваемых одним граммом смолы. Емкость сухой сульфированной катионнообменной смолы в Н⁺– форме обычно равна примерно 5 мэкв/г, емкость влажной смолы–1,8 мэкв/мл. Емкость сухого анионита, находящегося в Сl^—форме, равна 3,0–3,5 мэкв/г, а емкость влажной смолы равна 1,2 мэкв/мл. Различают : 1) ионную обменную емкость, которая определяется количеством активных ионогенных групп, входящих в состав ионообменной смолы, и является постоянной величиной, соответствующей состоянию предельного насыщения всех способных к ионному обмену активных групп.

2) обменную емкость по отдельным отношенным группам, которая соответствует предельному насыщению активных групп только одного типа и также является постоянной величиной;

3)равновесную обменную емкость, которая зависит от многих факторов, определяющих равновесие, и является переменной величиной.

Наиболее распространенными реакциями, лежащими в основе определения емкости статическим методом, являются следующие:

RH+NaOH=RNa+H₂O; для катионообменных смол

2 RH+CaCl₂=R₂Ca+2HCl

2 RNa+ CaCl₂= R₂Ca+2NaCl

R^{`</sup> OH+HCl= R<sup>`}Cl+ H₂O; для анионообменных смол

2 R^`Cl+H₂SO₄= R₂SO₄+2 HCl

R^{`</sup> OH+NaCl= R<sup>`}Cl+NaOH