ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ионообменные материалы и их характеристика из "Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении" Избыток кислоты в растворе должен смещать равновесие ионизации катиопообменных смол. Константы ионизации сульфогрупп сильно кислотных катионитов, однако, настолько велики (рКа 0,3—1,0), что даже при pH 0,3—1,0 около 50% всех сульфогрупп ионизированы, а при рН = рКа 4-2 (т. е. рН = 2,3— 3,0) ионизировано более 99% всех сульфогрупп. Следовательно в области рН 2 ионообменная емкость сильнокислотных катионитов практически ие зависит от pH. [c.205] Величины рКа ионогенных функциональных групп сильноосновных анионитов (рКа третичных аминогрупп и четвертичных аммониевых оснований) находятся в пределах 9,8—10,6. Таким образом, при рн 9,8—10,6 около 50% этих групп ионизировано, а при рН = рКа —2 (рн 7,8—8,5) ионизировано до 99% функциональных групп и поэтому во всей области рН 8 ионообменная емкость снльноосновных анионитов в ОН-форме остается почти постоянной [1, 2]. [c.205] Константы ионизации карбоксильных групп слабокислотного катионита КБ-4 находятся в пределах Ю —10 . Следовательно при pH 4—6 лишь половина функциональных групп смолы ионизирована, а практически полная обменная емкость катионита может быть использована лишь при рН 7. Слабокислотные же смолы отличаются высокой избирательностью поглощения мпогозарядных катионов и используются преимущественно для умягчения воды, т. е. для обмена ионов Ыа+ на катионы и Мд2+. [c.205] для регенерации слабоосновных анионитов группы АН расход щелочи превышает стехиометрически необходимый всего в 1,5 раза, тогда как для регенерации сильноосновного анионита АВ-17 этот расход по крайней мере в 3 раза больше стехио-метрического. Соответственно и расход воды на отмывку избытка ионов после регенерации слабоосповных смол почти в 10 раз меньше, чем на отмывку отрегенерированных сильноосновных смол. [c.206] Для осуществления ионообменного процесса водоподготовки, позволяющего полностью утилизировать отработанные регенерационные растворы, слабоосновные аниониты удобны и тем, что могут регенерироваться такими слабыми основаниями, как водные растворы аммиака, что позволяет соли аммония, содержащиеся в использованных для регенерации анионитов растворах применять в качестве азотных удобрений. Сильноосновные и промежуточные смолы растворами аммиака не регенерируются, так как необходимый избыток ионов ОН может быть создан только в растворах сильных щелочей. [c.206] К недостаткам макропористых ионитов следует отнести их невысокую ионообмепную емкость в расчете на единицу объема смолы по сравнению с более плотными гелевыми смолами. [c.207] Особенно высокой термоустойчивостью обладает анионит АН-22. Этот анионит также отличается устойчивостью к кислотам и щелочам и может применяться в концентрированных растворах кислот и щелочей даже при 100 °С. [c.210] Следует подчеркнуть, что среди слабоосновных анионитов смола АН-22 является наиболее устойчивой и по отношению к большинству органических растворителей и поэтому особенно пригодна для извлечения из сточных вод органических кислот с последующей десорбцией их из ионита растворами щелочи в органических растворителях или в водно-органических смесях. [c.210] О химической устойчивости слабоосновного анионита АН-31 ведений в литературе мало. По аналогии со смолами близкой структуры можно ожидать удовлетворительной устойчивости этого аниоиита к кислотам и щелочам в отсутствие окислителей. [c.210] Набухание ионообменных смол в воде и сжатие набухших зерен ионитов, помещенных в концентрированный раствор электролита, существенно влияет иа прочность ионитов в ряде последовательных циклов обессоливания воды и регенерации ионообменных фильтров. Влияние набухания и сжатия ионообменных смол на прочность зерен особенно силыю проявляется в тех случаях, когда для регенерации ионообменных материалов применяют растворы кислот и щелочей более высокой крн-центрации, чем обычно, с целью повышения экономичности утилизации отработанных реагентов. Поэтому на взаимосвязи набухания и сжатия ионитов и их прочности следует остановиться более подробно. [c.210] Набухание ионитов зависит от разности осмотических давлений в растворе, окружающем зерна ионообменной смолы, и в растворе, заключенном между цепями полимера в матрице ионита. Равновесие набухания достигается тогда, когда силы упругости полимерного каркаса ионита компенсируют эту разность осмотических давлений растворов внутри и вне зерна смолы. [c.210] Поэтому наибольшее набухание зерна иопита достигается в контакте с обессоленной водой. По мере увеличения концентрации электролитов во внешнем растворе часть воды из набухших зерен смолы диффундирует во внешний раствор и одновременно электролит из раствора диффундирует в зерно. Оба процесса ведут к понижению концентрации внешнего раствора до тех пор, пока не наступит новое состояние равновесия. Объем зерен большинства промышленных ионитов при набухании увеличивается в 1,5—3 раза и при этом ширина ячеек между цепями полимера в матрице иопита достигает 0,6—1,2 нм, а в случае смол с низким содержанием сшивающего агента может достигать 3 им. [c.211] Вернуться к основной статье