Что представляют собой ионообменные сорбенты? Через колонку с 5 г катионита пропустили 500 мл раствора соли кальция. При определении иона Ca2+ в элюате (фильтрате) в порциях по 50 мл получили следующие значения молярной концентрации эквивалента:
Vф, мл 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
Cэ, моль/л 0 0 0 0 0,003 0,008 0,015 0,025 0,04 0,05
Определите динамическую емкость катионита по кальцию.
Решение
Ионообменные сорбенты (иониты) — это нерастворимые высокомолекулярные органические вещества, способные к реакциям ионного обмена благодаря наличию в них функциональных групп.
Синтетические иониты состоят из пространственно сшитых углеводородных цепей (матрицы) с жестко закрепленными на них активными функциональными группами. Для многих ионообменных смол матрицей является полимер стирола с дивинилбензолом.
В зависимости от типа обменной группы синтетические ионообменные смолы следует подразделять на четыре основных класса.
1
. Катионообменные смолы (катиониты), содержащие катионообменивающие функциональные группы:
–SO3-Н+; –СОО-Н+; –Р(O)(ОН)2.
2. Анионообменные смолы (аниониты), содержащие анионогенные группы, способные к обмену анионами:
–NH3+Х–; –NP3+Х–; –NHP2+Х–; –PR3+Х–; –SP2+Х–.
3. Полиамфолиты, содержащие одновременно катионо- и анионообменивающие группы в разных соотношениях и в определенных условиях выступающие либо как катиониты, либо как аниониты.
4. Комплексообразующие ионообменные смолы, способные к образованию донорно-акцепторных связей с молекулами поглощаемых веществ.
Записываем исходные данные.
Vф, мл 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
Cэ, моль/л 0 0 0 0 0,003 0,008 0,015 0,025 0,04 0,05
Рассчитываем количество эквивалентов ионов кальция, поглощенных из каждой порции элюата:
n(Ca2+) = (C0 – Cэ) Vпорции
n1(Ca2+) = (0,05 – 0) 0,050 = 2,510–3 моль экв.
n2(Ca2+) = (0,05 – 0) 0,050 = 2,510–3 моль экв.
n3(Ca2+) = (0,05 – 0) 0,050 = 2,510–3 моль экв.
n4(Ca2+) = (0,05 – 0) 0,050 = 2,510–3 моль экв.
n5(Ca2+) = (0,05 – 0,003) 0,050 = 2,3510–3 моль экв.
n6(Ca2+) = (0,05 – 0,008) 0,050 = 2,1010–3 моль экв.
n7(Ca2+) = (0,05 – 0,015) 0,050 = 1,7510–3 моль экв.
n8(Ca2+) = (0,05 – 0,025) 0,050 = 1,2510–3 моль экв.
n9(Ca2+) = (0,05 – 0,04) 0,050 = 5,0010–4 моль экв.
n10(Ca2+) = (0,05 – 0,05) 0,050 = 0 моль экв.
Рассчитываем суммарное количество поглощенного кальция.
n = ni = 2,510–3 + 2,510–3 + 2,510–3 + 2,510–3 + 2,3510–3 + 2,1010–3 + 1,7510–3 + 1,2510–3 + 5,0010–4 + 0 = 1,79510–2 моль экв.
Рассчитываем динамическую емкость.
= 1,79510–3 моль-экв/л.
Ответ: моль-экв/л.
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
