IONINVAIHTO

Työssä tehdään kationinvaihtajan elvytys, hartsin pesu, pehmennys ja kapasiteetin määritys

Työssä käyytettävät laitteet ja aineet:

Byretti
Kationivaihtohartsia
Natriumkloridia
Suolahappoa
hopeanitraattia

Tässä on ioninvaihtohartsia.

Työ suoritetaan koelaitteistolla, jossa on erotussuppilo, byretti lasivillaa, kationivaihtohartsia ja vielä lopuksi lasivillaa

Elvytys:

Kationinvaihtajan elvytys tapahtuu noin 1 M HCl:lla. Kaada erotussuppilon kautta noin 400 ml noin 1M HCl, nopeudella 13m/min. Aikaa tähän kuluu noin puoli tuntia. Säädä virtausta erotussuppilon hanan ja poistoputken kuristajan avulla niin, että nestepinta pysyy kokoajan vakiotasolla . kirjoita reaktio kyseisestä tapahtumasta. elvytyksen jälkeen vaihtaja on vetymuodossa.

Pesu:

Elvytyksen jälkeen suoritetaan hartsin pesu tislatulla vedelläsuttamalla noin litra vettä hartsin läpinopeudella 30 ml/ min. Kun vedessä ei ole enää klorideja,pesu lopetetaan. Se todetaan ottamalla muutama pieni määrä vettä koeputkeen poistoputkesta ja laittamalla koeputkeen pari tippaa hopeanitraattia. Jos veteen tulee valkoinen sakka, se sisältää vielä klorideja ja jos ei, niin se on kloriditonta.

Pehmennys eli ioninvaihto:

juoksuta 400 ml 0,5 M Natriumkloridia hartsin läpi nopeudella 15 ml/min. Mittaa liuoksen pH ja johtokyky ennen ja jlkeen juoksutuksen. KunNatriumkloridi on valunut läpi, juoksuta 600 ml tislattua vettä hartsin läpi 20 ml/min. Kerää vesikin talteen.

Kapasiteetin määritys

Suodokseen on tullut hartsin pidättämien natriumionien tilalle ekvalentti määrä vetyioneja. Sekoita mittapullon sisältö huolellisesti ja pipetoi siitä 50 ml:n näytettä 250 ml:n erlenmeyerpulloon. Lisää muutama tippa fenoliftaleiinia indikaattoriksi ja titraa näyte 0,1 M cxcccOH:lla värinmuutospisteeseen.

Hartsin ioninvaihtokapasiteetti
Hartsin ioninvaihtokapasiteetin määritys onnistuu NaH-titrauksella sekä seuraavalla kaavalla:

Kapasiteetti = c * V * 1000ml / Vh * 50ml


c = Titrauksessa käytetyn NaOH-liuoksen molaarisuus (mmol/mlh)
V = Titrauksessa kulunut NaOH-määrä (ml)
Vh= Hartsin määrä, 524,6ml

Lasku:

Kapasiteetti = 0,1 * 1,2 * 1000 / 524,6* 50

= 0,00457 mol/ml

Mittasimme kivennäisvedestä vielä Ca-pitoisuuden 0,005molaarisella EDTA-liuoksella titraten.Vichyvesipullossa ilmoitettiin Ca-pitoisuudeksi 28 mg/l.

Pystemme seuraavalla kaavalla laskemaan näytteen kalsiumpitoisuuden.

X= M * a * c (1000/V), missä

<> <>

X	Näytteen Ca-pitoisuus (mg/l)
M	Kalsiumin atomipaino (g/mol)	40,08 g/mol
a	Titrauksen EDTA-kulutus (ml)	7,0 ml
c	EDTA-liuoksen konsentraatio (mol/l)	0,005 mol
V	Alkuperäisen näytteen tilavuus	20 ml

Eli

x=40,08 x 7,0 x 0,005 + 20 = 21.4028 mg/L

Tarkempi työseloste löytyy täältä.