Sprawozdanie z ćw. 5

Podstawowe Problemy Jednostkowe-Separacje membranowe.

(zwrot-Data wykonania ćwiczenia: 24.10.2012r)

1.Wstęp

Dializa jest rodzajem procesu membranowego, w którym następuje usuwanie substancji niskocząsteczkowych z roztworu dializowanego do czystej wody. Do tego celu wykorzystuje się porowate membrany o budowie symetrycznej, zbudowane zazwyczaj z pochodnych celulozy. Efektywność procesu zależna jest od dyfuzyjnego przenikania składników przez membranę oraz od szybkości przepływów roztworu dializowanego i dializatu (roztworu odbierającego). Początki dializy to lata trzydzieste ubiegłego wieku, kiedy to proces ten wykorzystywano do odzyskiwania wodorotlenku sodu z roztworu odpadowego powstającego przy produkcji sztucznego jedwabiu. Obecnie dializę najszerzej stosuje się do oczyszczania krwi z produktów metabolizmu. W latach osiemdziesiątych ubiegłego stulecia zaczęto stosować ją także do odzyskiwania kwasów mineralnych ze zużytych kąpieli trawiących.

Elektronomikroskopowy obraz

przełomu membrany symetrycznej

2.Cel ćwiczenia. Wykonanie.

Celem ćwiczenia jest określenie selektywności membrany symetrycznej w procesie dializy. A także wydzielenie produktu reakcji z mieszaniny reagentów.

Wykonano dlialize dla dwóch mieszanin składających się z 1 M HCl + 1 M CuCl2 oraz 1 M H2SO4 + 1 M CuSO4 (sporządzono 40 cm3 mieszaniny). Prawą komorę wypełniono wodą destylowaną w ilości 35 cm3, lewą mieszaniną w takiej samej ilości.

3.Obliczeni

Strumienie kwasu (Jk) i soli (Js) ze wzoru:

Ct - stężenie jonu wodoru i miedzi, odpowiednio po czasie t w komorze prawej,

(liczba moli w 1 dm3), mol/dm3,

t - czas trwania pomiaru, s,

A - powierzchnia czynna membrany, cm2.

Selektywność membrany (S) ze wzoru

• Dla mieszaniny HCl +CuCl2

T=4500s d=2,49 cm

A=

V
=3,67 cm3 n=0,05*3,67*
=1,835*

C
=n/V=(1,835*10^-4)/(10*10^-3)=0,01835M

M
=63,53

C
=50*0,3
=1 5
=2,36*

J
=

J
=

S=

• Dla mieszaniny
  

T=4500s

A=

V
=4,95cm3 n=4,95*
*0,05=2,475*
mol

C
= =(2,475*10^-4)/(10*10^-3)= 0,0247M

C
=0,5*0,0247=0,0124

C
=50*0,28
=14
=2,203*
M

J
=

J
=

S=

4. Wnioski.

Na podstawie wykonanych doświadczeń i obliczeń, można określić selektywność badanej membrany. Membrana użyta w doświadczeniu jest membraną anionowymienna, przez którą dufundują zarówno aniony kwasowe, jak i kationy wodorowe. Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń, możemy wywnioskować że badana membrana wykazuje większą selektywność dla pierwszego HCl +CuCl2 układu mieszaniny. Ze względu większą mniejszy strumieni kwasu w pierwszym układzie, spowodowaną w mniejszm stężeniem
. Podczas dysocjacji w pierwszym układzie powstaje tylko jeden kation
, a w układzie drugim powstają dwa kationy
, co powoduję większe stężenie kationów a tym samym większy strumień jonu wodoru co przekłada się z kolei na jego mniejszą selektywność.

Selektywność określa efektywność procesu filtracji przez membrany, dzięki którym można rozdzielić kwas od soli, co ma szczególne znaczenie w procesach hydrometalurgicznych

---