大学离子交换软化及树脂交换容量的测定模板.doc

1、实验十五离子交换软化及树脂工作交换容量的测定一、实验目的(1)加深离子交换基本理论及特性的理解。学会离子交换软化及树脂工作交换容量的测定。二、实验原理离子交换是一类特殊的固体吸附过程，它是由 离子交换剂在电解质溶液中进行的。一般的离子交 换树脂是一种不溶于水的固体颗粒状物质，是人工 合成的有机高分子电解质凝胶，其骨架是由高分子 电解质和横键交联物质组成的不规那么的空间网状 物，上面结合着相当数量的活性离子交换基因(如图 1),它能够从电解质溶液中吸附某种阳离子或者阴 离子，而把本身所含的另外一种相同电性符号的离 子等量地交换，释放到溶液中去。离子交换树脂按 照所交换离子的种类可分为阳离子交换树

2、脂和阴离子交换树脂两种。图1离子交换树脂结构示意图阳离子交换树脂呈酸性，可以分为强酸型(RS021r)、弱酸型(RCOO】 R-OID o阴离子交换树脂呈碱性，可分为强碱型(R三MOHD和弱碱型(R三NHlH，R=NH；OH R 一NH-OH )。离子交换树脂的交换能力有一定的限度，称为离子交换容量。离子交换容量又分为总离 子交换容量和工作交换容量。总离子交换容量(EJ是单位质量或单位体积树脂内的活性离子的量，是树脂主要性能之 一，它对交换柱的工况有很大影响，是工业给水设计、科研、运转操作的基本参数。工作交换容量(EQ是指树脂在不同条件下，所占总交换容量邑中能利用的局部，一般 占总交换容量60

3、%70%左右。工作交换容量是设计运行的主要参数。三、实验材料三角烧瓶(250 mL, 1只)；(2)酸式滴定管(25 mL 1支)；(3)滴定台(1套)；(4)移液管(50 mL 1支)，移液枪(1-5 mL 1支)；(5)EDTA 标准溶液溶 01 mol / 1)；(6) pH= 10 缓冲溶液(NH4C1+NH4OH) (0. 05 mol / L)；铭黑T指示剂;(8)阳离子交换树脂(001X7或D001)。四、实验操作步骤实验装置如图2所示，离子交换柱为有机玻璃管(6 32mm),下部设尼伦布，上部装有 厚度为h=20-30cm的树脂工作层，此树脂为新树脂。(1)在交换柱内装入一定量

4、纯水，然后将新树脂装入柱内到达h高度。(2)加入清水调整进水阀门，使流量计流量16-25m7h (流速v=20-30m/h),调好后旋钮 不能再动。(3)换用原水(自来水，硬度为H。，硬度测定方法见附录)继续交换过滤，以原水开始流 出时为计算时间的T。，每隔5T0niin测定一次出水硬度值，记录在表1中。实验时一边过滤一边测定出水硬度，直到发现软进水箱柒子 交 换 住度2实睑装置示意度化水有硬度开始泄漏，HNO. 03 mmol/L时，记下，Qio五、实验数据及结果整理强酸性阳树脂的工作交换容量“ W式中Ho原水硬度(mmol/L)；H软化水剩余硬度一般小于0. 03 (mmol / L)；E

5、op强酸性阳树脂的交换容量(inmol/L)；Qi软化水流量(mL/min)；Ti软化水流时间(min)；W湿树脂体积(mL) o表1实验记录过滤时间Ti/min流量 Qi/ (mL min-1)滴定液的刻度末/mL始/mLEDTA 用量/mL软化水硬度/(nmiol/L)附录硬度的测定.原理乙二胺四乙酸二钠(EDTA-NaJ和水中的钙、镁离子生成可溶性络合物。指示剂格黑T与 钙、镁离子生成葡萄酒红色；当用EDTANa?滴定到终点时，EDTANa?和钙、镁络合成无色 络合物而使铭黑T游离，溶液即由红色变蓝色。在滴定中，溶液pH值的影响很大。碱性增大 可使滴定终点明显，但有析出碳酸钙和氢氧化镁沉淀的可能。所以以控制溶液pH值在10 为宜。.测定步骤吸取水样501nL于250mL三角瓶内，加缓冲液4mL,此时水样pH值应为10；加指示剂3 滴，立即用EDTAN出标准溶液滴定。滴定将近终点时，因反响较慢，要充分摇荡。滴至溶 液由葡萄酒红色转变为蓝色时，表示滴定已达终点