369584234

Obliczenia i opis ćwiczenia - czynności wykonywane po pracowni

Na krzywej przedstawionej na wykresie można wyodrębnić dwa odcinki: plateau, kiedy jonity są w pełni aktywne, a przewodnictwo wody zdemineralizowanej utrzymuje się na stałym, niskim poziomie (rzędu kilku pS/cm) i szybkiego wzrostu przewodnictwa ilustrujący zwiększanie stężenia jonów w eluacie. Sygnalizuje on stan wyczerpywania się jonitów. Pomiędzy nimi znajduje się obszar przejściowy.

Jeśli przyjąć założenie, że szybkość przepływu wody przez kolumny zdąża do zera V = = > 0, to przebieg krzywej miałby kształt dwóch odcinków z jednym punktem wspólnym, punktem przecięcia.

W praktyce, gdy krzywa przyjmuje kształt jak na wykresie można również wyznaczyć ten punkt. W tym celu należy poprowadzić dwie proste (program Excel nazywa to „liniami trendu") dla wyróżnionych wyżej odcinków krzywej, przedłużyć je aż do przecięcia, a współrzędną X punktu ich przecięcia uznać za objętość wody o znanej twardości początkowej odpowiadającą roboczej zdolności wymiennej.

Więcej o regresji liniowej można poczytać np. tu: http://labor.ps.pI/e/erll.html

y = a_lx+b₁ y-ct₂x+b₂

__ ^b2 ~h

trendu.

Program Excel umożliwia przeprowadzenie tych operacji i wyznaczenie równań dla prostych w formie y=ax+b. Ponieważ wartość obu funkcji w punkcie przecięcia jest sobie równa, można wyznaczyć wartość x z układu tych równań. W przypadku użycia programu MSExcel dane pomiarowe należy wstępnie podzielić na dwie części odpowiadające odcinkowi plateau i odcinkowi szybko rosnącemu, a następnie wygenerować linie trendu dla każdego z nich. W końcu wyświetlić liniowe równania opisujące linie

Objętość x pomnożona przez początkowe stężenie jonów w wodzie nieuzdatnionej i przez % skuteczności demineralizacji daje wynik w postaci ich masy, a podzielona przez masę użytych jonitów jednostkową zdolność wymienną. W naszym przypadku uwzględniamy masę kationitu, gdyż analizujemy kationy Ca²⁺ . W bardziej uniwersalny sposób zdolność wymienną można wyrazić w [mval/g] dzieląc powyższy wynik przez 20.04 (40,08 -masa molowa jonu podzielona przez 2 - wartościowość wapnia). Trzeba jednak zdawać sobie sprawę, że rzeczywista zdolność robocza jest większa, gdyż oprócz kationów wapnia w wodzie zawarte są kationy magnezu, sodu, żelaza, manganu itd.

Robocza zdolność wymienna pozwala na określenie objętości wody o znanej zawartości jonów, którą można zdejonizować bez pogorszenia jakości uzyskiwanego produktu, a następnie rozpocząć operacje pomocnicze: regenerację i odmywanie nadmiaru roztworów regenerujących.

Aby wyliczyć zdolność jonowymienną roboczą, można użyć arkusz MS Excel dostępny pod:

http: //www .chem.uw.edu. pl/people/AMvslinski/cw3/zdolnosc.xls

i odczytać wynik. Przeglądarki oparte o system Mozilla (Firefox, Netscape) nie wyświetlają prawidłowo tego okna. Uruchamiają oddzielnie arkusz kalkulacyjny MS Excel.