Умягчения воды

Цель работы: определить эффективность умягчения воды с использованием катионита КУ-2.

Приборы и оборудование:

1. ионообменная колонка;

2. конические колбы;

3. мерные пипетки;

4. бюретка.

Реактивы:

1. катионит КУ–2 в Na⁺- форме;

2. трилон Б 0,1н, 0,01 н;

3. аммиачный буферный раствор (pH = 11);

4. индикатор – эриохром черный Т;

5. хлорид натрия, 10% раствор.

Порядок выполнения работы:

Опыт 1. Определение жесткости модельной воды

Жесткость воды определяют методом титрования, основанным на реакции взаимодействия ионов Ca²⁺ и Mg²⁺ с натриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты – Na₂ЭДТА (трилон Б).

Для титрования мерной пипеткой отбирают в коническую колбу 100 мл исследуемой воды, добавляют 5 мл аммиачного буферного раствора, на кончике шпателя индикатор эриохром черный Т. В присутствии ионов кальция и магния индикатор окрашивает раствор в винно-красный цвет. Полученный раствор титруют 0,1н раствором трилона Б до перехода окраски в голубую. Общую жесткость воды (Ж, мг-экв/л) определяют по формуле:

Ж = , (1)

где: С_Н – нормальность раствора трилона Б, мг-экв/л;

V₁ – объем пробы (мл);

V₂ – объем раствора трилона Б, пошедшего на титрование (мл).

Значение средней жесткости воды рассчитывают из трех параллельных определений.

Опыт 2. Ионообменное умягчение воды

Ионообменную колонку заполняют 15 мл набухшей ионообменной смолы КУ-2 в Na⁺- форме и пропускают через неё 500 мл модельного раствора со скоростью 8-10 мл/мин. При пропускании воды следят за тем, чтобы над ионитом всегда оставался слой жидкости. Фильтрат отбирают порциями по 100 мл. В каждой порции определяют жесткость воды (при анализе используют 0,01 н раствор трилона Б) и рассчитывают общее количество ионов Ca²⁺ и Mg²⁺, поглощённое катионитом (ёмкость катионита) по формуле:

Е = (Ж₀ – Ж) , (2)

где: Ж₀ – жесткость исходной воды (мг экв/л),

Ж – жесткость умягченной воды (мг экв/л),

V – объем фильтрата (л).

Результаты эксперимента оформляют в виде таблицы 1.

Таблица 1

По полученным данным строят выходную кривую ионного обмена и определяют ионообменную ёмкость катионита до проскока 1 мг-экв/л ионов жесткости в фильтрат.

Опыт 3. Регенерация катионита

Через ионообменную колонку пропускают 30 мл 10% раствора хлорида натрия. Определяют содержание ионов Ca²⁺ и Mg²⁺ в фильтрате (Ж_р) и рассчитывают количество десорбированных ионов по формуле:

, (3)

где V - объём регенерирующего раствора NaCl.

По полученным данным определяют степень регенерации катионита:

, (4)

где Е_с- суммарная емкость катионита.