大學(xué)離子交換軟化及樹脂交換容量的測定模板.doc

1、實(shí)驗(yàn)十五離子交換軟化及樹脂工作交換容量的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)加深離子交換基本理論及特性的理解。學(xué)會(huì)離子交換軟化及樹脂工作交換容量的測定。二、實(shí)驗(yàn)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(zhì)溶液中進(jìn)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(zhì)，是人工 合成的有機(jī)高分子電解質(zhì)凝膠，其骨架是由高分子 電解質(zhì)和橫鍵交聯(lián)物質(zhì)組成的不規(guī)那么的空間網(wǎng)狀 物，上面結(jié)合著相當(dāng)數(shù)量的活性離子交換基因(如圖 1),它能夠從電解質(zhì)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(hào)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(jié)構(gòu)示意圖陽離子交換樹脂呈酸性，可以分為強(qiáng)酸型(RS021r)、弱酸型(RCOO】 R-OID o陰離子交換樹脂呈堿性，可分為強(qiáng)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(zhì)量或單位體積樹脂內(nèi)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(shè)計(jì)、科研、運(yùn)轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)運(yùn)行的主要參數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)材料三角燒瓶(250 mL, 1只)；(2)酸式滴定管(25 mL 1支)；(3)滴定臺(tái)(1套)；(4)移液管(50 mL 1支)，移液槍(1-5 mL 1支)；(5)EDTA 標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)操作步驟實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，離子交換柱為有機(jī)玻璃管(6 32mm),下部設(shè)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(nèi)裝入一定量

4、純水，然后將新樹脂裝入柱內(nèi)到達(dá)h高度。(2)加入清水調(diào)整進(jìn)水閥門，使流量計(jì)流量16-25m7h (流速v=20-30m/h),調(diào)好后旋鈕 不能再動(dòng)。(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(shí)為計(jì)算時(shí)間的T。，每隔5T0niin測定一次出水硬度值，記錄在表1中。實(shí)驗(yàn)時(shí)一邊過濾一邊測定出水硬度，直到發(fā)現(xiàn)軟進(jìn)水箱柒子 交 換 住度2實(shí)瞼裝置示意度化水有硬度開始泄漏，HNO. 03 mmol/L時(shí)，記下，Qio五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果整理強(qiáng)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(qiáng)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(shí)間(min)；W濕樹脂體積(mL) o表1實(shí)驗(yàn)記錄過濾時(shí)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(luò)合物。指示劑格黑T與 鈣、鎂離子生成葡萄酒紅色；當(dāng)用EDTANa?滴定到終點(diǎn)時(shí)，EDTANa?和鈣、鎂絡(luò)合成無色 絡(luò)合物而使銘黑T游離，溶液即由紅色變藍(lán)色。在滴定中，溶液pH值的影響很大。堿性增大 可使滴定終點(diǎn)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(nèi)，加緩沖液4mL,此時(shí)水樣pH值應(yīng)為10；加指示劑3 滴，立即用EDTAN出標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。滴定將近終點(diǎn)時(shí)，因反響較慢，要充分搖蕩。滴至溶 液由葡萄酒紅色轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色時(shí)，表示滴定已達(dá)終點(diǎn)