大學離子交換軟化及樹脂交換容量的測定模板.doc

1、實驗十五離子交換軟化及樹脂工作交換容量的測定一、實驗目的(1)加深離子交換基本理論及特性的理解。學會離子交換軟化及樹脂工作交換容量的測定。二、實驗原理離子交換是一類特殊的固體吸附過程，它是由 離子交換劑在電解質溶液中進行的。一般的離子交 換樹脂是一種不溶于水的固體顆粒狀物質，是人工 合成的有機高分子電解質凝膠，其骨架是由高分子 電解質和橫鍵交聯(lián)物質組成的不規(guī)那么的空間網狀 物，上面結合著相當數(shù)量的活性離子交換基因(如圖 1),它能夠從電解質溶液中吸附某種陽離子或者陰 離子，而把本身所含的另外一種相同電性符號的離 子等量地交換，釋放到溶液中去。離子交換樹脂按 照所交換離子的種類可分為陽離子交換樹

2、脂和陰離子交換樹脂兩種。圖1離子交換樹脂結構示意圖陽離子交換樹脂呈酸性，可以分為強酸型(RS021r)、弱酸型(RCOO】 R-OID o陰離子交換樹脂呈堿性，可分為強堿型(R三MOHD和弱堿型(R三NHlH，R=NH；OH R 一NH-OH )。離子交換樹脂的交換能力有一定的限度，稱為離子交換容量。離子交換容量又分為總離 子交換容量和工作交換容量?？傠x子交換容量(EJ是單位質量或單位體積樹脂內的活性離子的量，是樹脂主要性能之 一，它對交換柱的工況有很大影響，是工業(yè)給水設計、科研、運轉操作的基本參數(shù)。工作交換容量(EQ是指樹脂在不同條件下，所占總交換容量邑中能利用的局部，一般 占總交換容量60

3、%70%左右。工作交換容量是設計運行的主要參數(shù)。三、實驗材料三角燒瓶(250 mL, 1只)；(2)酸式滴定管(25 mL 1支)；(3)滴定臺(1套)；(4)移液管(50 mL 1支)，移液槍(1-5 mL 1支)；(5)EDTA 標準溶液溶 01 mol / 1)；(6) pH= 10 緩沖溶液(NH4C1+NH4OH) (0. 05 mol / L)；銘黑T指示劑;(8)陽離子交換樹脂(001X7或D001)。四、實驗操作步驟實驗裝置如圖2所示，離子交換柱為有機玻璃管(6 32mm),下部設尼倫布，上部裝有 厚度為h=20-30cm的樹脂工作層，此樹脂為新樹脂。(1)在交換柱內裝入一定量

4、純水，然后將新樹脂裝入柱內到達h高度。(2)加入清水調整進水閥門，使流量計流量16-25m7h (流速v=20-30m/h),調好后旋鈕 不能再動。(3)換用原水(自來水，硬度為H。，硬度測定方法見附錄)繼續(xù)交換過濾，以原水開始流 出時為計算時間的T。，每隔5T0niin測定一次出水硬度值，記錄在表1中。實驗時一邊過濾一邊測定出水硬度，直到發(fā)現(xiàn)軟進水箱柒子 交 換 住度2實瞼裝置示意度化水有硬度開始泄漏，HNO. 03 mmol/L時，記下，Qio五、實驗數(shù)據(jù)及結果整理強酸性陽樹脂的工作交換容量“ W式中Ho原水硬度(mmol/L)；H軟化水剩余硬度一般小于0. 03 (mmol / L)；E

5、op強酸性陽樹脂的交換容量(inmol/L)；Qi軟化水流量(mL/min)；Ti軟化水流時間(min)；W濕樹脂體積(mL) o表1實驗記錄過濾時間Ti/min流量 Qi/ (mL min-1)滴定液的刻度末/mL始/mLEDTA 用量/mL軟化水硬度/(nmiol/L)附錄硬度的測定.原理乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-NaJ和水中的鈣、鎂離子生成可溶性絡合物。指示劑格黑T與 鈣、鎂離子生成葡萄酒紅色；當用EDTANa?滴定到終點時，EDTANa?和鈣、鎂絡合成無色 絡合物而使銘黑T游離，溶液即由紅色變藍色。在滴定中，溶液pH值的影響很大。堿性增大 可使滴定終點明顯，但有析出碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀的可能。所以以控制溶液pH值在10 為宜。.測定步驟吸取水樣501nL于250mL三角瓶內，加緩沖液4mL,此時水樣pH值應為10；加指示劑3 滴，立即用EDTAN出標準溶液滴定。滴定將近終點時，因反響較慢，要充分搖蕩。滴至溶 液由葡萄酒紅色轉變?yōu)樗{色時，表示滴定已達終點