mavzu. Kimyo sanoatida suv. – laboratoriya ishi. Suvning qattiqligini aniqlash

1.5. Ion almashinish usullari bilan suvni yumshatish.

Nazariy qism. Suv tarkibida Ca ^{2 +} va Mg ^{2 +} ionlarini yo’qotish uchun suv yumshatiladi. Suvni yumshatish fizik va kimyoviy usullar bilan amalga oshiriladi. Suvni kalsiy gidroksidi yoki natriy gidroksid bilan ishlov berilsa suvning muvaqqat qattiqligi va CO₂ yo’qotiladi.

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2 CaCO₃ + 2 H₂O

Ca(HCO₃)₂ + 2 NaOH → CaCO₃ + Na₂CO₃ + 2 H₂O

MgCl₂ + NaOH → 2 NaCl + Mg(OH)₂↓

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

Sodali usulda faqat doimiy qattiqligi yo’qoladi va karbonat angidridni biriktirib oladi.

(Ca,Mg )SO₄ + Na₂CO₃ → (Ca,Mg)CO₃ + Na₂SO₄

CO₂ + Na₂CO₃ + H₂O → 2 NaHCO₃

Bu usulda suv to’liq yumshaydi. To’liq yumshatish uchun fosfatlli usul qo’llaniladi. Bunda suvga natriy fosfat qo’shiladi. Natijada ham karbonatli ham karbonatsiz qattiqlik yo’qoladi.

3 (Ca, Mg )Cl₂ + 2 Na₃PO₄ → (Ca,Mg)₃(PO₄)₂↓ + 6 NaCl

3 (Ca,Mg)Cl₂ + 2 Na₃PO₄ → (Ca,Mg)₃(PO₄)₂ ↓ + 6 NaCl

Eng arzon va qulay usul bu ion almashinish usuli bo’lib, unda suv ionlari orqali filtrlab o’tkaziladi(1 – rasm).

Kationitlarning asosiy texnologik xarakteristikasi bu almashinish sig’imi yoki yutish sig’imi (E_k) hisoblanadi. U kationitning ma’lum hajmi birligi qancha ionni yutishini ko’rsatadi. Kationitning almashinish sig’imi quyidagi formula bilan hisoblanadi:

Bunda: E_K – kationitning almashinish sig’imi, mol/litr; K_U – vodoprovod suvning umumiy qattiqligi, mol/litr; K_C – V_C ga yetguncha kationit orqali o’tkazilgan suvning umumiy hajmi, litr; V_k – kationit hajmi, litr.

Kationit ionining suvdagi ionlar bilan almashinish reaksiyasi qayta reaksiya bo’lib tez muvozanatga keladi ( 2 – rasm ).

Na₂[kat] + Ca(HCO₃)₂ = Ca[kat] + 2 NaHCO₃

H₂ [kat] + MgCl₂ = Mg [kat] + 2 HCl

Suv tarkibida natriyli tuzlar yoki kislota konsentratsiyasining ortishi yuqoridagi reaksiyalarni chapga siljitadi, ya’ni suvda kalsiy, magniy, temir kabi ionlarni kationitga yutilishi o’rniga aksincha jarayon kationitdan ularni siqib chiqarish boshlanadi. To’yingan kationitni regeneratsiyalash shunga asoslangan. Natriy kationi 5 – 10 % li natriy xlorid bilan regeneratsiyalanadi.

Ca[Kat] + 2 NaCl = Na₂[Kat] + CaCl₂

H – kationitini esa vodorod xlorid yoki sulfat kislota 1 – 2 % eritmalari bilan regeneratsiyalanadi.

Mg[Kat]Cl₂ + 2 NaOH = Mg(OH)₂ + 2 NaCl

Anionitni [An] deb yoziladi. Regeneratsiyalash uchun undan ishqor eritmasi o’tkaziladi.

[An]Cl₂ + 2 NaOH = [An](OH)₂ + 2 NaCl

Anionit sifatida turli sintetik g’ovak ion almashtiruvchi smolalar ishlatiladi. Masalan, aminoformaldegidli va karbamidoguanidinli smolalar. Kationit sifatida quyidagicha vodorod, natriy, anionit sifatida permotidlar, glaukomitlar, tseolitlar alyumosilikaltar, sulfoko’mir, smolalar ishlatiladi.

Mustahkamlash uchun savollar:

1. 
   Suv tarkibiga ko’ra necha turga bo’linadi?
   
2. 
   Suvning umumiy qattiqligi qanday aniqlanadi?
   
3. 
   Trilon B ning tarkibi qanday?
   
4. 
   Suvni qanday usullarda yumshatiladi?
   
5. 
   Yer yuzida necha foiz toza suv mavjud?