Противоионы

Частицы примесей природной воды при столкновении друг с другом или с частицами контактной массы обычно отталкивают- а ся, так как они обладают определенной агрегативной устойчивостью. Агрегативная устойчивость большинства примесей воды (глинистые частицы, гуминовые вещества и т. п.) обусловлена электростатическими силами отталкивания, т. е. наличием электрического заряда, определяемыми присутствием вокруг частиц двойного электрического слоя, состоящего из противоположно заряженных ионов непосредственно на поверхности частиц отрицательно заряженные ионы, а вокруг атмосфера противоионов из ионов водорода, натрия или калия. [c.219]

Набухание ионитов зависит от многих факторов (степени ионизации, природы противоионов, концентрации растворов и т. д.) и оказывает большое влияние на ионный обмен, обеспечивая его быстрое течение. Набухание ионитов характеризуется коэффициентом набухания, абсолютной или относительной набухае-мостью или изменением объема ионита при переходе из Н- или ОН-формы в солевую. [c.126]

Поликонденсационные иониты при набухании увеличивают объем в 2—3 раза, а ионообменные волокна в 3—7 раз. В связи с тем, что иониты с однозарядными противоионами содержат большее количество противоионов на единицу массы ионита, чем с двух- и трехзарядными ионами, они набухают сильнее. В органических растворителях иониты набухают меньше, чем в воде. [c.129]

С увеличением концентрации улавливаемых анионов обменная емкость анионитов, в отличие от катионитов, возрастает, так как в этом случае не возникает противоионов в связи с образованием слабодиссоциированных молекул. Сильноосновные аниониты при- [c.134]

Следующий рисунок (8, в) относится к случаю настолько сильной специфической адсорбции противоионов, что 1131-потенциал становится по знаку противоположным знаку полного падения потенциала ф. Такое изменение знака згпотен-циала, естественно, приводит к тому, что разность ф—il3i цо абсолютному значению становится больше, чем ф-потенциал. В случае же, представленном на рис. 8, б, реализуется распределение ионов у поверхности электрода, отвечающее модели плоского конденсатора, когда полное падение потенциала совершается в пределах гельмгольцевской плоскости. [c.21]

Учитывая летучий характер аммиака, продувочные воды испа-)ителей и котлов целесообразно использовать для регенерации а-фильтров, истощенных по иону аммония. Практическое отсутствие в продувочной воде NH3 исключает влияние противоионного эффекта при регенерации. [c.102]

Технологическое отличие этой схемы от предыдущей состоит в следующем при фильтровании воды через слой катионита концентрация противоиона, как известно, нарастает (В направлении сверху вниз. Бели обрабатываются минерализованные воды, то концентрация противои-онов в нижней части слоя будет значительной, что препятствует глубокому умягчению воды. Поэтому умягчение минерализованных вод в схеме параллельного водород-натрий-катионирования приводит к высокой остаточной жесткости. В последовательной же схеме окончательное умягчение происходит в натрий-катионит-ных фильтрах, в которых концентрация противоионов меньше, чем в исходной воде на величину — [c.270]

Химическая устойчивость ионитов определяется структурой полимера, свойствами исходных мономеров, взятых для реакции полимеризации, свойствами функциональных групп и противоиона в ионите. Химически более устойчивы смолы полимеризациоииого типа, которые нашли применение в аппаратах водоподготовки котельных установок. [c.134]

Кроме того, следует иметь в виду, что в природных водах наряду с катионами кальция и магния почти всегда присутствует некоторое количество катионов натрия, которые также будут в какой-то мере тормозить направление реакций (5.1) справа налево. Этот противоионный эффект, относительно мало ощутимый для вод слабой минерализованно-сти (менее 500 мг/л), становится заметным препятствием для глубокого умягчения сильноминерализованных вод, у которых в выходящей из фильтра обработанной воде создаются высокие концентрации катиона катрия. [c.93]

Противоточное ионообменное умягчение воды. Во всех рассматриваемых выще схемах ионообменного умягчения воды направление движения в загрузке фильтра потоков как обрабатываемой воды, так и регенерационного раствора и отмывочной воды происходит сверху вниз. При этом в нижних слоях вследствие обратимости реакций ионного обмена процесс умягчения воды тормозится из-за противоионного эффекта, который становится особенно ощутимым при обработке сильноминерализованных вод. В частности, для вод с общим солесодержанием 1000 - 2000 мг/л и выше глубокого умягчения в этих условиях не достигалось. С целью повышения эффекта умягчения сильноминерализованных вод возникла идея противоточного способа катионирования воды. [c.98]

Возможность снижения расхода реагента на регенерацию до стехиометрического количества в процессе анионирования воды достигается легче, чем при Н-катионировапии. Это объясняется тем, что анионы сильных кислот очень интенсивно регенерируются раствором едкого натра из слабоосновного анионита, а в процессе анионирования, благодаря отсутствию противоионного эффекта, анионы сильных кислот хорошо поглощаются анионитом, вытесняя гидроксильные ионы. Последние тут же нейтрализуются ионами водорода. Поэтому в процессе анионирования воды основной задачей является правильный выбор способа анионирования. Так, например, при прямоточном способе анионирования для того, чтобы в процессе обработки воды из нижних слоев анионита не вымывалась кислота, через эти слои необходимо пропустить определенное количество щелочи, что приводит к повышению расхода [c.141]

Окружающая среда приобретает при этом заряд противоположного знака за счет потери части одних ионов, адсорбированных коллоидной частицей, и создания избыточной концентрации других ионов с зарядом противоположного знака, так называемых противоионов. [c.41]

Таким образом, возникает д войной электрический слой, обусловливающий разность потенциалов <р между зарядом коллоидной частицы и зарядом прилегающей среды. Плотный двойной слой образуется только в концентрированных электролитах. В разбавленных растворах, какими являются природные воды, вследствие ди( )фузии и взаимного отталкивания избыточных ионов ионная обкладка двойного слоя приобретает диффузное строение чем дальше от поверхности частицы, тем меньше концентрация избыточных противоионов двойного электрического слоя. Коллоидная частица вместе с адсорбционными и диффузионными слоями называется мицеллой. При тепловом движении частица захватывает часть диффузионного слоя остальная, более отдаленная часть его как бы отсекается. [c.41]

Устанавливающаяся фактическая разность потенциалов между движущейся коллоидной частицей и окружающей ее средой называется электро-кинетическим или дзета-потенциалом и обозначается буквой , причем ср. Чем больше противоионов попадает в движущийся вместе с частицей слой жидкости, тем меньше -потенциал (рис. 2-1). [c.41]

Помимо поступления ионов диффузного слоя в раствор (и обратно), возможно также поступление их в твердую фазу с переходом из нее в диффузный слой статистически эквивалентного количества ионов. До тех пор, пока ионы диффузного слоя являлись тождественными ионам, поступающим в него из твердой фазы (рис. 5-2, а), наличие данного процесса можно было установить только с применением меченых атомов однако коль скоро в диффузном слое появились ионы В (отличные от ионов А, поступающих из твердой фазы), течение процесса может быть констатировано обычными физикохимическими методами. На рис. 5-2, в дана схема внедрения иона В из диффузного слоя внутрь твердой фазы с одновременным поступлением из нее в диффузный слой иона А (процесс абсорбции). В результате этого диффузный слой стал содержать только ионы А и состояние адсорбционного равновесия нарушилось. Восстановление его может произойти в результате поступления в диффузный слой новых ионов В, и аналогичные процессы будут протекать до тех пор, пока не установятся два равновесия 1) между активностью обоих противойонов в диффузном слое и активностью их в растворе 2) между активностью тех же противоионов в диффузном слое и активностью их в твердой фазе, т. е. [c.172]

Наиболее существенным является действие так называемых противоионов, т. е. концентрация в умягчаемой воде ионов Йа+, а в регенерационном растворе — ионов Са + иMg +. Повышение концентрации в жидкой фазе иона, содержащегося в катионите, т. е. продукта реакции, согласно закону действующих масс, тормозит реакции умягчения воды или регенерации катионита, направляет эти реакции в обратную ( левую ) сторону. Поэтому при прочих равных условиях чем выше минерализация умягчаемой воды, тем больше концентрация ионов натрия в умягченной воде, покидающей катионитный фильтр и, следовательно, тем больше противоионный эффект, т. е. увеличение остаточной жесткости фильтрата. При этом, как следует из существа вопроса, концентрация противоиона определяется не только начальным содержанием иона На+ в исходной воде, но и тем количеством Па+, которое получается в результате Па-катионирования (замены всех остальных катионов исходной воды ионами Ыа+). Иначе говоря, концентрация Ыа+ в умягченной воде, определяющая ее остаточную жесткость, равна сумме концентраций всех катионов (включая Па+) в исходной воде, т. е. общему ее солесодержанию, выраженному в эквивалентных единицах. Ощутимое увеличение жесткости фильтрата (свыше 20—30 мкг-жв1л) обычно отмечается при солесодержании воды >500 мг/л. [c.215]

Аналогичное действие оказывает наличие противоионов в регенерационном растворе вследствие загрязнения регенерирующего агента — поваренной соли — соединениями кальция и магния (рис. 6-1), в результате чего уменьшается эффект регенерации катионита и падает его рабочая обменная емкость . [c.215]

Эффект регенерации катионита повышается с увеличением концентрации раствора поваренной соли. Однако при неизменном расходе реагента такое Joo увеличение его концентрации приводит к соответствующему уменьшению объема регенерационного раствора. Последнее обстоятельство снижает эффект регенерации катионита, так как вытесненные из катионита ионы a + и М 2+ распределяются в меньшем объеме, т. е. концентрация этих противоионов увеличивается. С другой стороны, уменьшение объема раствора соли снижает обмен последнего в пространстве между зернами катионита (обычно желательна трехкратная смена жидкости в этом пространстве), что также снижает полноту регенерации. [c.216]

Эффект умягчения воды при Н-катионировании обычно столь же полный, как и при Na-катионировании. Он зависит от полноты регенерации катионита (удельного расхода реагента), природы ионита и состава исходной воды (противоионного эффекта). [c.219]

Большинство катионитов имеет в своем составе все три типа перечисленных выше функциональных групп. В сильнокислотных катионитах (например, КУ-2) преобладают SO3H — группы, а в слабокислотных (например, вофатит С) — карбоксильные (и фенольные) группы. В зависимости от соотношения в структуре катионита тех или иных функциональных групп они по-разному реагируют (изменяют свою обменную емкость и глубину поглощения катионов из воды) на концентрацию противоиона (т. е. Н+ -иона) в фильтрате. [c.220]

Как видно из уравнений (6-3), кислотность Н-катионированной воды т. е. концентрация в ней противоиона, определяется разностью между суммой всех анионов и щелочностью воды, т. е. зависит от суммы хлоридов и сульфатов, а при водах, не содержащих Ыа+, от некарбонатной жесткости воды. Чем больше содержание хлоридов и сульфатов (некарбонатная жесткость) в воде, тем ниже pH фильтрата на выходе из слоя Н-катионита, тем сильнее противоионный эффект, тем полнее подавляется диссоциация активных групп СООН и ОН и тем меньше, следовательно, рабочая обменная емкость Н-катионита. [c.221]

При Н-катионировании раствора нейтральных солей Са, Mg или Ыа (без бикарбонатов) концентрация противоиона в фильтрате определяется концентрацией удаляемых катионов в исходной воде. Таким образом, обменная емкость Н-катионита и эффект умягчения им воды зависят лишь от концентрации нейтральных солей, а не от общей минерализации воды, так как карбонатная жесткость (бикарбонаты Са и Mg, а также На) не повышает концентрацию противоиона в фильтрате. [c.221]

При умягчении и химическом обессоливании воды режим регенерации и расход кислоты на обработку истощенного Н-катионита определяются, таким образом, преимущественно условиями вытеснения Са + и Mg2+. При этом удельный расход кислоты на регенерацию Н-катионита должен обеспечивать не только достаточную рабочую емкость поглощения, но и требуемую глубину удаления из воды тех или иных катионов (жесткость, натрий), которая различна при разных схемах ионитной обработки воды (см. 6-7). При этом, так же как и при На-катионировании, в случае значительного противоионного эффекта (высокая концентрация С1 и 504 -ио-нов) повыщение эффекта удаления катионов достигается увеличением расхода кислоты и применением двухступенчатого или противоточного катио-нирования исходной воды. [c.221]

Таким образом, чем больше содержание С1 и 504 -ионов в Н-катиониру-емой воде, тем больший требуется удельный расход кислоты на регенерацию катионита для достижения заданной остаточной жесткости фильтрата. Емкость поглощения сульфоугля растет с увеличением удельного расхода кислоты и уменьшается с ростом концентрации Са + и Mg2+-иoнoв. Все эти явления обусловлены как увеличением концентрации противоиона в фильтрате с ростом содержания хлоридов и сульфатов, так и увеличением остаточного содержания Са + и Mg2+ в нижних слоях Н-катионита с уменьшением удельного расхода регенерирующего агента. [c.221]

Влияние противоиона на ОЕр Н-катионита и эффект поглощения им катионов зависят не только от анионного состава воды, но и от природы функциональных групп катионита. Чем выше содержание более сильнокислотных (ЗОзН) групп, тем меньше влияние противоиона. [c.223]

Распределение остатков ранее поглощавшегося аниона в слое от" регенерированного анионита, в общем аналогично таковому при катио-нировании. Оставшиеся анионы при регенерации анионита ограниченным количеством щелочи, (по экономическим соображениям) размещаются преимущественно в нижней части слоя ионита. Это обусловлено тем, что регенерационный раствор, поступающий на нижние слои анионита, имеет сниженную концентрацию и повышенное содержание противоионов, вытесненных из верхних слоев ионита. [c.226]

Глубина обескремнивания воды и кремнеемкость сильноосновного анионита очень сильно зависят от концентрации в фильтрате противоиона (ОН ), еще сильнее, чем при поглощении анионов сильных кислот. Поэтому анио-нитное обескремнивание воды происходит достаточно эффективно лишь при отсутствии в поступающей на анионит воде других катионов, кроме ионов водорода. При наличии в Н-катионированной воде ионов Ма+ уравновешивающие их анионы заменяются ОН-ионами (противоионы), pH воды повышается и процесс обескремнивания воды резко ухудшается. [c.228]

На рис. 6-12 показано снижение рабочей кремнеемкости анионита с увеличением концентрации противоиона (содержание На+в Н-катионированной воде), а на рис. 6-13 — изменение при этом глубины обескремнивания воды. При выполнении ука- [c.229]

Для регенерации сильноосновных анионитов при обескрем-нивании воды следует применять только едкий натр. Использование для этой цели бикарбоната натрия и кальцинированной соды невозможно вследствие недостаточно глубокой регенерации ими анионита (неполное вытеснение Н5Ю ), а также увеличения концентрации противоиона (НСО , СОз ) в процессе анионирования воды. [c.229]

Отличительной особенностью анионного обмена в нейтральной или щелочной среде является существенное влияние концентрации противоионов (вытесняемых из анионита) на эффект анионного обмена и рабочую обменную емкость анионита. В отличие от анионного обмена в кислой среде в данном случае не имеет места связывание вытесняемых из анионита ионов в малодиссоциированные соединения, вследствие чего концентрация их в обрабатываемой воде возрастает и тормозит дальнейшее поглощение удаляемых анионов анионитом. [c.232]

Это явление наблюдается тогда, когда процесс катионитного обмена не идет до конца вследствие противоионного эффекта из-за высокой концентрации солей натрия (при солесодержании исходной воды более 1000 мг/кг). В этом случае следует выполнить противоточное катионирование с зажатым слоем. [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...