Tipuri de rigiditate. Modalități de înmuiere a apei
Cationii Ca 2+ cauzează duritatea calciului, iar cationii Mg 2+ sunt rigiditate magnetică. Rigiditatea totală este formată din calciu și magneziu, adică din concentrația totală de cationi de Ca2 + și Mg2 + în apă.
Ameliorarea apei se înțelege fie prin eliminarea, fie prin reducerea durității acesteia. Acesta constă în principal în îndepărtarea completă sau parțială a cationilor de Ca 2+ din acesta. Mg2 + și Fe2 +. Există trei modalități principale de a înmuia apa: tratamentul termic, tratamentul chimic, schimbul de ioni.
1. Tratamentul termic
Esența metodei este de a preîncălzi apa la 70-80 ° C sau de a fierbe. În acest caz, Ca 2+ cationi. Mg2 + sunt precipitați ca compuși ușor solubili.
În ceea ce privește procedeele de înmuiere a apei, se disting duritatea carbonatului și non-carbonatului.
Carbonatul se referă la rigiditatea cauzată de prezența în apă a bicarbonat de calciu Ca (HCO3) 2 și magneziu Mg (HCO3) 2. Când se fierbe, hidrocarbații sunt distruși, iar carbonații puțin solubili care rezultă precipită, iar duritatea totală a apei scade cu cantitatea de duritate carbonatată. Prin urmare, duritatea carbonatului este numită și temporară.
La fierbere, cationii de calciu precipită sub formă de carbonat de calciu.
și cationi de magneziu - sub formă de carbonat bazic sau sub formă de hidroxid de magneziu (la pH> 10,3):
ionii de hidroxid OH - se formează datorită interacțiunii ionilor de HCO3 cu apă:
2. Tratamentul chimic.
Ameliorarea apei poate fi de asemenea realizată prin tratarea cu diferite substanțe chimice. Deci, duritatea carbonatului poate fi eliminată prin adăugarea de var ars
Ca 2+ + 2 HCO 3 - + Ca 2+ + 2 OH - = 2 CaCO 3 ↓ + 2 H 2 O
Cu adăugarea simultană de calcar și sifon, pot fi eliminate carbonatul și duritatea non-carbonatată (metoda lime-soda). Duritatea carbonatului în acest caz este eliminată prin var și non-carbonat - sifon:
MgCO3 + Ca2 + + 2OH - = Mg (OH) 2 ↓ + CaCO3 ↓
Un mijloc eficient pentru purificare a apei este Na 5 P 3 O 10. polifosfat de sodiu în acest caz, legarea Ca2 + și ioni de Mg 2+ se realizează prin formarea extrem de complexe de chelare solubile în apă:
Se folosesc alte metode de eliminare a durității apei, dintre care una dintre cele mai moderne se bazează pe utilizarea schimbătorilor de cationi, metoda de schimb de cationi. Există substanțe solide care conțin în compoziția lor ioni mobili care pot fi înlocuiți cu ioni ai mediului extern. Ele au fost numite schimbatoare de ioni.
Ioniții sunt împărțiți în două grupe. Unii dintre ei își schimbă cationii pentru cationii mediului și sunt numiți cationiști. alții își schimbă anionii și se numesc schimbători de anioni. Ioniții nu se dizolvă în soluții de săruri, acizi și alcalii.
Dintre schimbătorii de ioni anorganici, zeoliții - aluminosilicații cu compoziție complexă având o structură cristalină - sunt de cea mai mare importanță. De exemplu, un aluminosilicat cu compoziția Na20 # 8729; Al2O3 # 8729; 4 Si02 # 8729; m H 2 O are o latură spațială formată de atomi de Al. Si și O. Grinzile sunt penetrate de cavități în care sunt plasate moleculele de apă și ionii de Na +. Cei din urmă, având o anumită libertate de mișcare, sunt înlocuiți cu ioni de Ca2 + și Mg2 + când apa trece printr-un strat de granule de zeolit.
Rășinile schimbătoare de rășină sunt mai perfecte. obținută pe bază de polimeri sintetici. Acestea au atât caracteristici de înaltă performanță, cât și caracteristici tehnice și o varietate de proprietăți fizice și chimice.
Pentru a elimina duritatea apei, se folosesc schimbătoare de cationi. Compoziția lor poate fi exprimată convențional prin formula generală Na 2 în care R. Na + - cation foarte mobil, și R 2 - o particulă de schimbător de cationi care transportă o sarcină negativă.
Dacă apa trece prin straturile schimbătorului de cationi, ionii de sodiu vor fi înlocuiți cu ioni de calciu și magneziu:
Ca2 + + Na2R = 2Na + + CaR;
Mg2 + + Na2R = 2 Na + + MgR
Astfel, ionii de calciu și magneziu trec de la soluție la schimbătorul de cationi, rigiditatea fiind eliminată.
Când procesul de schimb ionic ajunge la echilibru, schimbătorul de ioni nu mai funcționează - își pierde capacitatea de a înmuia apa. Cu toate acestea, orice schimbător de ioni poate fi ușor regenerat. Pentru aceasta, printr-un schimbător de cationi se trece o soluție concentrată de NaCI (Na2S04) sau HCI (H2S04). În acest caz, ionii Ca2 + și Mg2 + intră în soluție, iar schimbătorul de cationi este din nou saturat cu ioni Na + sau H +.
4. Metode fizice de eliminare a rigidității
Metodele de dedurizare a apei se bazează, de asemenea, pe fenomene fizice.
Metoda de electrodializă se bazează pe fenomenul de mișcare direcțională a ionilor electroliți la electrozii conectați la rețeaua DC. Astfel, ionii metalici care produc duritatea apei sunt reținuți la electrozii și separați de apa care părăsește aparatul de tratare a apei.
Metoda magnetizării prin ionizare utilizează de asemenea fenomenul mișcării direcționate a ionilor, dar deja sub acțiunea unui câmp magnetic. Pentru a crește cantitatea de ioni în apă, este iradiată preliminar cu radiații ionizante.
Tratarea magnetică a apei constă în trecerea apei printr-un sistem de câmpuri magnetice cu directivitate opusă. Ca rezultat, gradul de hidratare a substanțelor dizolvate scade și integrarea lor în particule mai mari care precipită.
Tratamentul ultrasonic al apei conduce, de asemenea, la formarea de particule mai mari de substanțe dizolvate cu formarea unui precipitat.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: