Tài liệu Hướng dẫn kỹ thuật Thí nghiệm xử lý Chất thải - Phần 2

Bài 2. TRAO ĐỔI ION2.1 MỤC ĐÍCH . Nghiên cứu sự biến đổi pH trong quá trình trao đổi ion . Nghiên cứu quá trình trao đổi ion theo chiều dày lớp nhựa trao đổi ion. Xác định dung lượng trao đổi làm việc của nhựa trao đổi ion . 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Để khử các tạp chất ở trạng thái ion trong nước, phương pháp được dùng nhiều nhất là trao đổi ion. Phương pháp này có thể khử tương đối triệt để các tạp chất ở trạng thái ion trong nước. Chất lượng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu Hướng dẫn kỹ thuật Thí nghiệm xử lý Chất thải - Phần 2 Tröôøng Ñaïi Hoïc Kyõ Thuaät Coâng Ngheä TP.Hoà Chí Minh – Khoa Moâi Tröôøng vaø CNCH Baøi 2. TRAO ÑOÅI ION 2.1 MUÏC ÑÍCH . Ø Nghieân cöùu söï bieán ñoåi pH trong quaù trình trao ñoåi ion . Ø Nghieân cöùu quaù trình trao ñoåi ion theo chieàu daøy lôùp nhöïa trao ñoåi ion. Ø Xaùc ñònh dung löôïng trao ñoåi laøm vieäc cuûa nhöïa trao ñoåi ion . 2.2 CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT. Ñeå khöû caùc taïp chaát ôû traïng thaùi ion trong nöôùc, phöông phaùp ñöôïc duøng nhieàu nhaát laø trao ñoåi ion. Phöông phaùp naøy coù theå khöû töông ñoái trieät ñeå caùc taïp chaát ôû traïng thaùi ion trong nöôùc. Chaát löôïng nöôùc thu ñöôïc coøn toát hôn nöôùc caát. Vì vaäy , ñaây laø moät giai ñoaïn xöû lyù nöôùc raát caàn thieát ñeå caáp nöôùc cho muïc ñích sinh hoaït, aên uoáng, cho saûn xuaát vaø cho caùc loø hôi ôû caùc nhaø maùy ñieän,… Ngöôøi ta söû duïng nhöïa trao ñoåi ion trong söû lyù nöôùc caáp chuû yeáu nhaèm 2 muïc ñích khöû cöùng vaø khöû khoaùng . Khöû cöùng nhaèm loaïi boû caùc ion Ca2+ , Mg2+ . Khöû khoaùng nhaèm loaïi boû haàu heát taát caû caùc ion coù trong nöôùc. Khöû cöùng cho nöôùc caàn xöû lyù chaûy qua coät nhöïa cation ôû daïng RNa 2 RNa + CaSO4 R2Ca + Na2 SO4 ↔ 2 RNa + MgSO4 ↔ R2Mg + Na2 SO4 Khi lôùp nhöïa cation maát hieäu löïc ngöôøi ta taùi sinh baèng dung dòch muoái aên NaCl R2Ca + 2 NaCl 2 RNa + CaCl2 ↔ R2Mg + 2 NaCl 2 RNa + MgCl2 ↔ Khöû khoaùng : cho nöôùc caàn xöû lyù chaûy qua coät nhöïa cation vaø nhöïa anion rieâng leõ hay qua moät coät keát hôïp caû nhöïa cation vaø anion . RSO3H + NaCl ↔ RSO3 Na + HCl 2 RSO3H + 2 Na2 SO4 ↔ RSO3 Na + H2 SO4 RSO3H + NaHCO3 ↔ RSO3 Na + CO2 + H2O 2 RSO3H + Na2CO3 ↔ 2 RSO3 Na + CO2 + H2O ROH + HCl ↔ RCl + H2O 2ROH + H2SO4 ↔ R2SO4 + H2O Khi lôùp nhöïa cation maát hieäu löïc ngöôùi ta taùi sinh baèng dung dòch acid HCl vaø dung dòch suùt NaOH nhö sau: RSO3 Na + HCl RSO3H + NaCl ↔ RCl + NaOH ↔ ROH + NaCl 2.2.1. Caân baèng trao ñoåi Ion. Phaûn öùng trao doåi ion laø phaûn öùng thuaän nghòch, gioáng phaûn öùng hoaù hoïc thoâng thöôøng, cho neân ngöôøi ta thöôøng duøng ñònh luaät taùc duïng khoái löôïng ñeå nghieân cöùu caân baèng trao ñoåi ion. Th.S. Laâm Vónh Sôn Trang 8PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Tröôøng Ñaïi Hoïc Kyõ Thuaät Coâng Ngheä TP.Hoà Chí Minh – Khoa Moâi Tröôøng vaø CNCH Döôùi ñaây laø ví duï chaát cation tính axit maïnh HR tieánhaønh trao ñoåi NaR trong nöôùc phaûn öùng nhö sau: HR + Na+ ↔ NaR + H+ Theo ñònh luaät khoái löôïng taùc duïng, khi cho phaûn öùng trao ñoåi ñaït ñeán caân baèng [NaR ] [H + ] = Na [HR] [Na + ] K H Trong ñoù : ü KH Na :Haèng soá caân baèng. :Khi phaûn öùng caân baèng, noàng ñoä Na+ trong chaát trao ñoåi ôû pha raén ü [NaR] (chính xaùc goïi laø caùc noàng ñoä trong coâng thöùc treân ñeàu laø hoaït ñoä) ion/l. :Khi phaûn öùng caân baèng, noàng ñ ...