Jakub Pasterz

Tomasz Klonowski

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]
32,231	38,071	35,476

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 cm^3 EDTANa odpowiadającego ilości Ca^2+ zatrzymanego na kolumnie	Ilość cm^3 NaCl na regenerację	Ilość cm^3 H2O do płukania
WOLFATIT KPS	21	9,4	1	0,0	9,4	700	300
			2	0,0	9,4
			3	0,0	9,4
			4	0,0	9,4
			5	0,0	9,4
			6	0,0	9,4
			7	0,0	9,4
			8	0,0	9,4
			9	0,0	9,4
			10	0,0	9,4
			11	0,0	9,4
			12	0,0	9,4
			13	0,0	9,4
			14	0,0	9,4
			15	0,0	9,4
			16	0,0	9,4
			17	0,0	9,4
			18	0,0	9,4
			19	0,0	9,4
			20	0,0	9,4
			21	0,1	9,3
			22	0,2	9,2
			23	0,3	9,1
			24	0,7	8,7
			25	1,0	8,4
			26	1,3	8,1
			27	2,1	7,3
			28	3,1	6,3
			29	4,9	4,5
			30	6,2	3,2
			31	7,2	2,2
			32	8,2	1,2
			33	8,9	0,5
			34	9,4	0,0
			35	9,4	0,0
			350	SUMA	266,0

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- 21 cm³

Po pęcznieniu- 45 cm³

45 cm³-21 cm³=24cm³

45cm³ 24cm³

148,36cm³ xcm³

$$x = \frac{148,36*24}{45} = 79,13\ \text{cm}^{3}$$

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

Uwzględnienie ciężaru nasypowego:

69,23*0,72=49,85g jonitu w kolumnie

Uwzględnienie zawartości wody w jonicie:

100 g 44,43 g

49,85 g x g

$$x = \frac{49,85*44,43}{100} = 22,03g$$

49,85g-27,70g=22,03g suchego jonitu

Obliczanie zdolności jonowymiennej do punktu przebicia.

Zużyto 200cm soku

9,4x20 prób= 188cm EDTANa₂

1 cm³ EDTANa₂ 2,004 mg Ca²⁺

188 cm³ EDTANa₂ x mg Ca²⁺

$$x = \frac{188*2,004}{1} = 376,752mg\ \text{Ca}^{2 +}$$

X=188*2,004/1=376,752mg Ca²⁺

1 mval 20,043 mg Ca²⁺

X mval 376,752 mg Ca²⁺

$$x = \frac{376,752}{20,043} = \mathbf{18,79}\mathbf{7}\mathbf{\text{mval}}$$

X=18,797 mval dla całej objętości kolumny

Zdolność jonowymienna dynamiczna

18,797mval 22,03g suchego jonitu

$$x = \frac{18,797}{22,03} = \mathbf{0,8}\mathbf{53}\mathbf{mval/g\ suchego\ jonitu}$$

Obliczanie całkowitej zdolności jonowymiennej:

1 cm³ EDTANa₂ 2.004 mg Ca²⁺

266 cm³ EDTANa₂ x mg Ca²⁺

X=533,064 mg Ca²⁺

1 mval 20,043 mg Ca²⁺

X mval 533,064 mg Ca²⁺

$$x = \frac{533,064}{20,04} = 26,6\text{mval}$$

26,6/22,03=1,21 mval/g suchego jonitu

Wnioski:

Badany jonit to kationit sodowy. Zawartość wody w jonicie wyniosła prawie 45%. Jego ciężar nasypowy to 0,72g/cm³. Stopień spęcznienia wyniósł ponad 210%. Zdolność jonowymienna do punktu przebicia wynosi 0,853 mval/g suchego jonitu. Całkowita zdolność jonowymienna wynosi 1,21 mval/g suchego jonitu.