Іонообмінні смоли: застосування. Наскільки вони ефективні при очищенні води?

Іонообмінні смоли - це нерозчинні на високомолекулярному рівні сполуки, які можуть показати реакцію при взаємодії з іонами розчину. Вони мають тривимірну гелеву або макропористі структури. Їх ще називають іонітами.

Різновиди

Ці смоли бувають катіонообменная (діляться на сильнокислотний і слабокислотні), аніонообмінних (сильноосновні, слабоосновние, з проміжною і змішаної основою) і біполярними. Сильнокислотний з`єднання - це катіоніти, які можуть обмінюватися катіонами незалежно від показників рН. А ось слабокислотні можуть функціонувати при значенні не нижче семи. Сильноосновні аніоніти мають властивість обмінюватися анионами в розчинах при будь ступеня дисоціації, за будь-яких показниках рН. Цього, в свою чергу, позбавлені слабоосновние аніоніти. У цій ситуації рН повинен бути 1-6. Іншими словами, смоли можуть обміняти іони у воді, увібрати одні, а натомість віддати ті, які раніше були запасені. А так як саме H₂O - багатокомпонентна структура, то потрібно вірно її підготувати, вибрати хімічну реакцію.

Властивості

Іонообмінні смоли - поліелектроліти. Вони не розчиняються. Багатозарядний іон нерухомий, бо має велику молекулярну масу. Він утворює основу ионита, пов`язаний з невеликими рухомими елементами, які мають протилежний знак, і, в свою чергу, може обмінювати їх в розчині.

Виробництво

Якщо полімер, який не має властивості ионита, обробити хімічно, то відбудуться зміни - регенерація іонообмінної смоли. Це досить важливий процес. За допомогою полимераналогичних перетворень, а ще поліконденсації і полімеризації, отримують іоніти. Існує сольова і змішано-сольова форми. Перша передбачає натрієвий і хлористий, а друга - натрій-водневий, гідроксильних-хлоридні види. В таких умовах випускаються іоніти. Мало того, в процесі вони переводяться в робочу форму, а саме водневу, гідроксильну і т. Д. Такі матеріали використовують у різних сферах діяльності, наприклад, в медицині і фармацевтиці, в харчовій промисловості, на атомних електростанціях для очищення конденсату. Також може застосовуватися іонообмінна смола для фільтра змішаної дії.

Застосування

Використовується іонообмінна смола для пом`якшення води. Крім того, з`єднання може і знесолити рідину. У зв`язку з цим іонообмінні смоли часто використовують в теплоенергетиці. В гідрометалургії ними користуються для кольорових і рідкісних металів, у хімічній промисловості ними очищають і розділяють різні елементи. Іоніти також можуть очистити стічні водойми, а для органічного синтезу вони - цілий каталізатор. Таким чином, іонообмінні смоли можуть бути використані в різних галузях.

Промислова очистка

На теплопередаючих поверхнях може з`являтися накип, а якщо вона досягне всього 1 мм, то витрата палива збільшиться на 10%. Це все-таки великі втрати. Мало того, обладнання швидше зношується. Щоб цьому запобігти, потрібно правильно організовувати водопідготовку. Для цього використовується фільтр з іонообмінної смолою. Саме очистивши рідина, можна позбутися від накипу. Способи бувають різні, але з підвищенням температури їх варіантів стає менше.

Обробка H₂O

Існує кілька способів для того, щоб очистити воду. Можна скористатися магнітної та ультразвукової обробкою, а можна відретушувати її комплексонами, комплексонату, Иомс-1. Але більш популярним варіантом вважається фільтрація за допомогою обміну іонів. Це змусить змінити склад елементів води. Коли використовують такий метод, H₂O майже повністю знесолювальних, забруднення пропадають. Слід зазначити, що такий очищення досить складно домогтися іншими способами. Обробка води за допомогою іонообмінних смол дуже популярна не тільки в Росії, а й в інших країнах. Таке очищення має багато достоїнств і набагато ефективніше інших методів. Ті елементи, які видаляються, ніколи не залишаться осадом на дні, а дозувати реагенти не потрібно постійно. Зробити цю процедуру дуже легко - конструкція фільтрів однотипна. При бажанні можна скористатися автоматизацією. Після очищення властивості зберігатимуться при будь-яких коливаннях температури.

Іонообмінна смола Purolite A520E. Опис

Щоб поглинати нітрат-іони у воді, була створена макропористі смола. Вона використовується, щоб очистити H₂O в різних середовищах. Спеціально для цього з`явилася іонообмінна смола Purolite A520E. Вона сприяє позбавленню від нітратів навіть при великій кількості сульфатів. Це означає, що, порівняно з іншими іонітами, ця смола найбільш ефективна і має кращі характеристики.

Робоча ємність

Purolite A520E має високу селективність. Це допомагає, незалежно від кількості сульфатів, видалити нітрати якісно. Такими функціями не можуть похвалитися інші іонообмінні смоли. Це обумовлено тим, що при вмісті сульфатів у H₂O знижується обмін елементами. Але завдяки селективності для Purolite A520E таке зниження не має особливого значення. Хоча з`єднання має низький, якщо порівнювати з іншими, повний обмін, рідину у великих кількостях очищається досить якісно. При цьому, якщо сульфатів буде мало, то впоратися з обробкою води і усуненням нітратів зможуть різні аніоніти - як гелеві, так і макропористі.

Підготовчі операції

Щоб смола Purolite A520E працювала на 100%, вона повинна бути правильно підготовлена для виконання функції очищення і підготовки H₂O для харчової індустрії. Слід зазначити, що перед початком роботи використовуване з`єднання обробляють 6% -м розчином NaCl. При цьому використовують в два рази більший обсяг порівняно з кількістю самої смоли. Після цього з`єднання обмивають харчової водою (кількість H₂O повинно бути в 4 рази більше). Тільки провівши таку обробку, можна братися за очистку.

Висновок

Завдяки властивостям, якими володіють іонообмінні смоли, ними можна користуватися в харчовій індустрії не тільки для очищення води, але і для обробки продуктів, різних напоїв і іншого. На вигляд аніоніти - це маленькі кульки. Саме до них прилипають іони кальцію і магнію, а вони, в свою чергу, віддають іони натрію у воду. В процесі промивки гранули відпускають ці прилип елементи. Слід пам`ятати про те, що в ионообменной смолі може впасти тиск. Це позначиться на її корисні властивості. На ті чи інші зміни впливають зовнішні фактори: температура, висота стовпчика і розмір частинок, їх швидкість. Тому при обробці слід підтримувати оптимальний стан середовища. Часто користуються аніонітами в очищенні води для акваріума - вони сприяють формуванню хороших умов для життя риб і рослин. Отже, іонообмінні смоли потрібні в різних індустріях, навіть в домашніх умовах, так як можуть якісно очистити воду для подальшого її використання.