Опыт 9.1. Умягчение воды методом ионного обмена

Оборудование и материалы: 1. Катионитовая колонка. 2. 0,1 и. раствор трилона Б (18,61 г в 1 л раствора). 3. 0,5%-ный раствор индикаторов кислотного хрома темно-синего или кислотного хрома черного. 4. Мерный цилиндр на 250 мл. 5. 6-8%-ный раствор хлорида натрия. 6. Аммиачный бу­ферный раствор.

Проведение работы: В качестве катионитовой колонки приме­няют стеклянную трубку диаметром 2-3 см и длиной 80-90 см.

Для того чтобы катнонит не высыпал­ся, в нижнюю часть трубки впаивают стек­лянную пластинку с отверстиями и конец трубки оттягивают. Можно также использо­вать и обычную трубку, закрыв ее нижнюю часть пробкой с узкой стеклянной трубкой.

Ионитовую колонку наполняют катионитом так, чтобы высота слоя составляла 50-60 см.

Приготовляют 6-8 %-ный раствор хлорида натрия (относительная плотность 1,06-1,085 г/см³) и пропускают 600 - 700 мл его через колонку. Затем избыток соли отмывают дистиллированной водой до практически полного исчезно­вения реакции на хлорид-ион (проба с нитратом серебра). Обычно на отмывку расходуется около 1000 мл воды. После отмывки катионита через него пропускают 200 мл воды, подлежащей умягчению, например водопроводной. Затем определяют жесткость профильтрованной (умягчен­ной) воды и сырой водопроводной воды. Для этого в кони­ческую колбу емкостью 250 мл отмеряют 100 мл анализиру­емой воды и 5 мл буферного раствора и титруют 0,1 н, раствором трилона Б в присутствии индикатора до пере­хода вишнево-красной окраски раствора в сине-фиолето­вую (см. работу 8).

При умягчении воды известково-содовым методом пред­варительно определяют карбонатную жесткость воды, не­карбонатную, магниевую н количество оксида углерода (IV) (данные о магниевой жесткости и содержания оксида углерода (IV) студент получает у преподавателя). На основании этих данных подсчитывают количество извести и соды, необходимых для устранения жесткости. Например, найдено, что карбонатная жесткость равна 5 ммоль-экв/л, некарбонатная - 3 ммоль экв/л, магниевая - 2 ммоль экв/л и оксида углерода (IV) содержится 11 мг/л. Для умягчения воды необходимо: 1) Извести:

на устранение карбонатной жесткости ---------- 5 ммоль экв/л

»»» магниевой ------------------ 2 ммоль экв/л

на нейтрализацию оксида углерода (IV) ------11^. = 0,5 ммоль экв/л

_______________________________________________________________

Всего 7,5 ммоль экв/л,

где - фактор пересчета CO₂ в эквивалентах на литр.

Всего извести нужно:

7,5 • 37 == 277,5 (мг), или 0,277 г на 1 л воды.

2) Соды на устранение некарбонатной жесткости 3 ммоль экв/л, или 3 • 53 = 159 (мг), или 0,159 г на 1 л воды.

После расчета отвешивают с точностью до 0,01 г известь и соду и растворяют их в 1 л воды, налитой в двухлитровую колбу. Содержимое колбы взбалтывают в течение 2-3 мин, дают отстояться и фильтруют через складчатый фильтр. Первые порции фильтрата отбрасывают. Отфиль­тровав 200 мл воды, определяют ее карбонатную жест­кость, некарбонатную, магниевую и количество оксида угле­рода (IV).

Оформление результатов работы:

Описать методику устранения жесткости (при помощи катионита или известково-содовым методом) и провести соответствующие расчеты.