Ион алмастырғыш шайырлар – ерітіндінің иондарымен әрекеттескен кезде реакция көрсете алатын жоғары молекулалық ерімейтін қосылыстар. Олар үш өлшемді гель немесе макрокеуекті құрылымға ие. Оларды ион алмастырғыштар деп те атайды.
Сұрттар
Бұл шайырлар катион алмасу (күшті қышқыл және әлсіз қышқылға бөлінеді), анион алмасу (күшті негіз, әлсіз негіз, аралық және аралас негіз) және биполярлы. Күшті қышқыл қосылыстар рН мәндеріне қарамастан катиондарды алмастыра алатын катион алмастырғыштар болып табылады. Бірақ әлсіз қышқылдар кем дегенде жеті мәнде жұмыс істей алады. Күшті негіздік анион алмастырғыштар кез келген диссоциация дәрежесінде, кез келген рН кезінде ерітінділердегі аниондарды алмастыруға бейім. Бұл, өз кезегінде, әлсіз негіздік анионалмастырғыштарда жетіспейді. Бұл жағдайда рН 1-6 болуы керек. Басқаша айтқанда, шайырлар судағы иондарды алмастыра алады, біразын сіңіреді және орнына бұрын сақталғандарын береді. Және дәл H2O көпкомпонентті құрылым болғандықтан, оны дұрыс дайындау керек, таңдау керек.химиялық реакция.
Сипаттар
Ион алмастырғыш шайырлар - полиэлектролиттер. Олар ерімейді. Көбейтілген зарядталған ион қозғалмайды, өйткені оның молекулалық салмағы үлкен. Ол ион алмастырғыштың негізін құрайды, қарама-қарсы белгісі бар шағын жылжымалы элементтермен байланысты және өз кезегінде оларды ерітіндіде алмастыра алады.
Өндіріс
Егер ион алмастырғыш қасиеті жоқ полимер химиялық жолмен өңделсе, онда өзгерістер орын алады – ион алмастырғыш шайырдың регенерациясы. Бұл өте маңызды процесс. Полимерлі-аналогты түрлендірулердің, сонымен қатар поликонденсация мен полимерленудің көмегімен ион алмастырғыштар алынады. Тұзды және аралас тұзды түрлері бар. Біріншісі натрий мен хлоридті, ал екіншісі - натрий-сутегі, гидроксил-хлорид түрлерін білдіреді. Мұндай жағдайларда ион алмастырғыштар шығарылады. Оның үстіне процесс барысында олар жұмыс формасына айналады, атап айтқанда сутегі, гидроксил және т.б. Мұндай материалдар қызметтің әртүрлі салаларында, мысалы, медицина мен фармацевтикада, тамақ өнеркәсібінде, конденсатты өңдеуге арналған атом электр станцияларында қолданылады.. Аралас төсек сүзгісіне арналған ион алмастырғыш шайырды да пайдалануға болады.
Қолданба
Ион алмастырғыш шайыр суды жұмсарту үшін қолданылады. Сонымен қатар, қосылыс сұйықтықты тұзсыздандыруы мүмкін. Осыған байланысты ион алмастырғыш шайырлар жылу энергетикасында жиі қолданылады. Гидрометаллургияда олар түсті және сирек металдар үшін қолданылады, химия өнеркәсібінде тазартылады жәнеәртүрлі элементтерді ажыратады. Иониттер ағынды су объектілерін де тазарта алады, ал органикалық синтез үшін олар тұтас катализатор болып табылады. Сондықтан ион алмастырғыш шайырларды әртүрлі салаларда қолдануға болады.
Өндірістік тазалау
Жылу тасымалдағыш беттерде масштабтау пайда болуы мүмкін және ол тек 1 мм жетсе, онда отын шығыны 10%-ға артады. Әлі де үлкен шығын. Оның үстіне жабдық тез тозады. Бұған жол бермеу үшін суды тазартуды дұрыс ұйымдастыру керек. Ол үшін ион алмастырғыш шайырлы фильтр қолданылады. Бұл сұйықтықты тазалау арқылы сіз қақтан арылуға болады. Әртүрлі жолдар бар, бірақ температура көтерілген сайын олардың опциялары азаяды.
Өңдеу H2O
Суды тазартудың бірнеше жолы бар. Магниттік және ультрадыбыстық өңдеуді қолдануға болады немесе оны комплексондармен, комплексонаттармен, IOMS-1мен ретуш жасауға болады. Бірақ неғұрлым танымал нұсқа - ион алмасу арқылы сүзу. Бұл су элементтерінің құрамының өзгеруіне әкеледі. Бұл әдісті қолданғанда, H2O толығымен дерлік тұзсыздандырылады және қоспалар жоғалады. Айта кету керек, мұндай тазартуға басқа жолдармен жету өте қиын. Ион алмастырғыш шайырлар арқылы суды тазарту тек Ресейде ғана емес, басқа елдерде де өте танымал. Мұндай тазалаудың көптеген артықшылықтары бар және басқа әдістерге қарағанда әлдеқайда тиімді. Алынған элементтер түбінде ешқашан шөгінді болып қалмайды және реагенттерді үнемі дозалау қажет емес. Мұны жасаңызПроцедура өте оңай - сүзгілердің дизайны бір типті. Қаласаңыз, автоматтандыруды пайдалануға болады. Тазалаудан кейін қасиеттер температураның кез келген ауытқуында сақталады.
Пуролит A520E ион алмастырғыш шайыр. Сипаттама
Судағы нитрат иондарын сіңіру үшін макрокеуекті шайыр жасалды. Ол әртүрлі орталарда H2O тазалау үшін пайдаланылады. Бұл үшін әсіресе Purolite A520E ион алмастырғыш шайыр пайда болды. Бұл сульфаттардың көп мөлшерімен де нитраттардан құтылуға көмектеседі. Бұл басқа ион алмастырғыштармен салыстырғанда бұл шайыр ең тиімді және ең жақсы өнімділікке ие екенін білдіреді.
Жұмыс қабілеттілігі
Purolite A520E жоғары селективтілікке ие. Бұл сульфаттардың мөлшеріне қарамастан нитраттарды тиімді жоюға көмектеседі. Басқа ион алмастырғыш шайырлар мұндай функциялармен мақтана алмайды. Бұл H2O құрамындағы сульфаттардың болуымен элементтер алмасуының азаюына байланысты. Бірақ Purolite A520E селективтілігіне байланысты бұл төмендеу маңызды емес. Қосылыстың басқалармен салыстырғанда толық алмасуы төмен болғанымен, көп мөлшердегі сұйықтық өте жақсы тазаланады. Сонымен қатар, егер сульфаттар аз болса, онда гельді де, макрокеуекті де әртүрлі анион алмастырғыштар суды тазартуға және нитраттарды жоюға төтеп бере алады.
Дайындық операциялары
Purolite A520E шайыры 100% жұмыс істеуі үшін оны орындауға дұрыс дайындау керектазалау және дайындау функциялары H2O тамақ өнеркәсібі үшін. Айта кету керек, жұмысты бастамас бұрын, пайдаланылған қосылыс 6% NaCl ерітіндісімен өңделеді. Бұл жағдайда шайырдың өзімен салыстырғанда екі есе көп көлемде қолданылады. Осыдан кейін қосылым тағамдық сумен жуылады (H2O мөлшері 4 есе көп болуы керек). Осындай өңдеуден кейін ғана оны тазалауға алуға болады.
Қорытынды
Ион алмастырғыш шайырлардың қасиеттеріне байланысты оларды тамақ өнеркәсібінде суды тазарту үшін ғана емес, сонымен қатар тамақ өнімдерін, әртүрлі сусындарды және басқа заттарды өңдеу үшін қолдануға болады. Анион алмастырғыштар кішкентай шарларға ұқсайды. Оларға кальций мен магний иондары жабысады және олар өз кезегінде суға натрий иондарын береді. Жуу процесінде түйіршіктер осы жабысатын элементтерді босатады. Ион алмастырғыш шайырдағы қысымның төмендеуі мүмкін екенін ескеріңіз. Бұл оның пайдалы қасиеттеріне әсер етеді. Белгілі бір өзгерістерге сыртқы факторлар әсер етеді: температура, баған биіктігі және бөлшектердің өлшемі және олардың жылдамдығы. Сондықтан өңдеу кезінде қоршаған ортаның оңтайлы күйі сақталуы керек. Анион алмастырғыштар аквариум үшін суды тазартуда жиі пайдаланылады - олар балықтар мен өсімдіктердің өмір сүруіне жақсы жағдайлардың қалыптасуына ықпал етеді. Сонымен, ион алмастырғыш шайырлар әртүрлі салаларда, тіпті үйде де қажет, өйткені олар суды одан әрі пайдалану үшін тазарта алады.
