Jakub Pasterz

Katarzyna Bukacz

Piotr Gawarkiewicz

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 9:

Charakterystyka wymieniaczy jonowych

Określenie zawartości wody, ciężaru nasypowego, stopnia spęcznienia.

Zawartość wody w jonicie	Ciężar nasypowy	Stopień pęcznienia jonitu
Masa naczynka [g]	Masa naczynka z jonitem	Zawartość wody [%]
	Przed suszeniem [g]	Po suszeniu [g]
34,233	39,32	37,053

Określenie dynamicznej zdolności wymiennej jonitów do momentu przebicia kolumny oraz zdolności wymiennej całkowitej.

Nazwa jonitu	Długość złoża [cm]	Stężenie jonów Ca^2+ w soku (cm^3 EDTA)	Nr próby	Ilość zużytego EDTANa na 10cm^3 próby	Ilość cm3 EDTANa odpowiadającego ilości Ca^2+ zatrzymanego na kolumnie	Ilość cm^3 NaCl na regenerację	Ilość cm^3 H2O do płukania
Kationit Na^+	21	11,7	1	0,0	11,7	700	200
			2	0,0	11,7
			3	0,0	11,7
			4	0,0	11,7
			5	0,0	11,7
			6	0,0	11,7
			7	0,0	11,7
			8	0,0	11,7
			9	0,0	11,7
			10	0,0	11,7
			11	0,0	11,7
			12	0,0	11,7
			13	0,4	11,3
			14	0,8	10,9
			15	1,2	10,5
			16	1,8	9,9
			17	3,1	8,6
			18	5,4	6,3
			19	7,6	4,1
			20	10,2	1,5
			21	11,7	0,0
			22	11,7	0,0
			23	11,7	0,0
			24	11,7	0,0
			240	SUMA	203,5

Obliczenie masy suchego jonitu w kolumnie:

h=21 cm

d=3 cm

$$V_{\text{kol}} = \frac{21*3,14*3^{2}\ \text{cm}^{3}}{4} = 148,36\text{cm}^{3}$$

Uwzględnienie pęcznienia:

Przed pęcznieniem- 16 cm³

Po pęcznieniu- 30 cm³

30 cm³-16 cm³=14cm³

30cm³ 16cm³

148,36cm³ xcm³

$$x = \frac{148,36*16}{30} = 79,13\ \text{cm}^{3}$$

148,36-79,13=69,23 cm³ objętość jonitu po uwzględnieniu pęcznienia

Uwzględnienie ciężaru nasypowego:

69,23*0,75=51,92g jonitu w kolumnie

Uwzględnienie zawartości wody w jonicie:

100 g 44,565 g

51,92 g x g

$$x = \frac{51,92*44,565}{100} = 23,14g$$

51,92g-23,14g= 28,78g suchego jonitu

Obliczanie zdolności jonowymiennej do punktu przebicia.

Zużyto 120cm soku

11,7x12 prób= 140,4cm EDTANa₂

1 cm³ EDTANa₂ 2,004 mg Ca²⁺

140,4 cm³ EDTANa₂ x mg Ca²⁺

$$x = \frac{140,4*2,004}{1} = 281,362mg\ \text{Ca}^{2 +}$$

X=140,4*2,004/1=281,362mg Ca²⁺

1 mval 20,043 mg Ca²⁺

X mval 281,362 mg Ca²⁺

$$x = \frac{281,362}{20,043} = \mathbf{14,038}\mathbf{\text{mval}}$$

X=14,038 mval dla całej objętości kolumny

Zdolność jonowymienna dynamiczna

14,038mval 28,78g suchego jonitu

$$x = \frac{14,038}{28,78} = \mathbf{0,488}\mathbf{mval/g\ suchego\ jonitu}$$

Obliczanie całkowitej zdolności jonowymiennej:

1 cm³ EDTANa₂ 2.004 mg Ca²⁺

203,5 cm³ EDTANa₂ x mg Ca²⁺

X=407,814 mg Ca²⁺

1 mval 20,043 mg Ca²⁺

X mval 407,814 mg Ca²⁺

$$x = \frac{407,814}{20,04} = 20,35mval$$

20,35/28,78=0,71 mval/g suchego jonitu

Wnioski:

Badany jonit to kationit sodowy. Zawartość wody w jonicie wyniosła prawie 45%. Jego ciężar nasypowy to 0,75g/cm³. Stopień spęcznienia wyniósł ponad 180%. Zdolność jonowymienna do punktu przebicia wynosi 0,488 mval/g suchego jonitu. Całkowita zdolność jonowymienna wynosi 0,71 mval/g suchego jonitu.