С помощью н-катионита марки ку-2

Принцип умягчения воды довольно прост: жесткую воду пропускают через колонку с катионитом, периодически отбирают пробы умягченной воды и качественной реакцией с Na₂CO₃ определяют наличие в ней ионов

Са²⁺ и Mg²⁺ (по появлению мути). Как только очередная проба подтверждает нали­чие в воде ионов Са²⁺ и Mg²⁺ , это означает, что об­менная емкость катионита исчерпана, он больше не связывает ионы. На основа­нии экспериментально из­меренного объема воды, пропущенной через катионит, объема катионита и из­вестной жесткости воды рассчитывают обменную емкость катионита в мэкв/см³ сухого катионита. Установка изображена на рис. 2.

Рис. 2. Установка для определения жесткости воды. 1 - колонка с катионитом; 2.- штатив; 3- соединительная хлорвиниловая трубка; 4- пипетка; 5 - зажим; 6 - стаканчик для сбора жидкости; 7 - подставка

Порядок выполнения работы

1. Отмерить цилиндром в колбу 600 мл жесткой воды.

2. Заполнить водой бюретку с катионитом таким образом, чтобы
уровень воды в бюретке совпадал с уровнем воды в пипетке. При заполне­нии следить за тем, чтобы в соединительной трубке и пипетке не было пу­зырьков воздуха. В случае их образования открыть зажим 5 и выпустить
воздух.

3. Приготовить семь стаканчиков емкостью 100 мл.

4. Пропустить воду через колонку с катионитом со скоростью 15 мл
в минуту и собрать в стаканчики по 60 мл (до метки). Первую пробу вы­
лить, но объем воды принять в расчет.

5. Из каждого стаканчика отобрать пипеткой по 10 мл умягченной
воды и перенести в пробирки.

6. В каждую из пробирок добавить по 5 мл 20% раствора Na₂CO₃
(соды) и наблюдать за появлением помутнения в течение двух минут.

7. Первую пробирку, в которой произошло помутнение, отмечают и
проводят в соответствующей пробе анализ общей жесткости воды описан­ным выше методом.

8. Обменную емкость сухого катионита рассчитывают по формуле:

где К - коэффициент набухания ионита. Принять равным 1,8;

Жобщ - общая жесткость воды;

V - объем воды, равный:

,

n - число проб до появления помутнения;

-объем ионита, рассчитываемый по формуле:

или

где h - высота столба катионита в колонке,

d - внутренний диаметр колонки.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Что такое временная и постоянная жесткость воды?

2. Какими способами можно устранить карбонатную жесткость во­ды? Приведите уравнения реакций.

3. Как можно устранить некарбонатную жесткость воды? Приведите
уравнения реакций.

4. Что такое иониты? Как с их помощью можно обессолить воду?
Напишите соответствующие уравнения реакций.

5. Жесткость воды, содержащей толькогидрокарбонат кальция, рав­на 1,8 мэкв/л. Определите массу гидрокарбоната в 1 л воды.

6. Сколько граммов гашеной извести Са(ОН₂) необходимо приба­вить к 1 м³ воды, чтобы устранить временную жесткость, равную 2 мэкв/л?

7. Сколько граммов сульфата кальция CaSO₄ содержится в 1 м³ во­
ды, если жесткость, обусловленная присутствием этой соли, равна
4 мэкв/л.

8. При кипячении 250 мл воды, содержащей гидрокарбонат кальция
Са(ИСО₃)2, выпал осадок массой 3,5 мг. Чему равна жесткость воды?

9. В 100 л воды содержится 1,5 моля гидрокарбоната кальция и
0.1 моля хлорида магния. Какова общая жесткость воды?

ЛИТЕРАТУРА

Глинка Н.А. Общая химия. Л.: Химия, 1984. 702 с.

Курс общей химии / Под ред. Н.В. Коровина. М.: Высшая школа, 1991.

343 с.

Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. М.: 1994. 234 с.

Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия. М.: Химия,

1990 г. 480 с.

Фейзиев Г.К. Высокоэффективные методы умягчения, опреснения и

обессоливания воды. М.: Энергоиздат. 1988 г. 192 с, ил.