İonitlərin keyfiyyətinə olan tələblər

MÜHAZİRƏ 10

İonitlərin keyfiyyətinə olan tələblər

İon mübadilə üsulu çökdürmə üsullarından əsasən onunla fərqlənir ki, burada sudan ayrılan qatışıqlar çöküntü əmələ gətirmirlər və belə emal prosesi reagentlərin fasiləsiz dozalaşdırılmasını tələb etmir. İonit filtrlərinin istismarı xeyli sadədir, aparatın qabarit ölçüləri kiçikdir, təmizləmə effektivliyi isə yüksəkdir. İon mübadilə üsulunun mahiyyəti ionmübadilə мaterialları və ya ionitlər adlanan xüsusi materialların suyun ion tərkibini istənilən istiqamətdə dəyişdirə bilmə xassəsinə əsaslanır. İonitlərin ion mübadilə qabiliyyəti onların spesifik quruluşu ilə izah olunur. İonitlər xüsusi yerlərində, kütləsinin səthində və daxilində kimyəvi aktiv ionit atomlarının funksional qrupları birləşdirilmiş bərk, suda həll olmayan molekulyar tordan ibarətdir. Elektrokimyəvi nöqteyi nəzərincə hər bir molekul özünəməxsus bərk elektrolitdən ibarətdir. İonitin elektrolitik dissosiasiyası nəticəsində suda həll olmayan, nüvə ətrafında çevik və mübadilə qabiliyyətli ionlar olan, ionit molekulları ətrafında məhdud fəzadan ibarət, ion atmosferi əmələ gəlir. Əgər bu çevik ionlar müsbət yükə malik olarsa onda ionit kationit, mənfi yüklə yüklənmiş olarsa ionit anionit adlandırılır. İon mübadilə reaksiyaları mövcud olan, adi elektrolit reaksiyalarının tabe olduqları qaydalara tabe olur: selektivlik, prosesin dönər olması, ionların mübadiləsinin ekvivalentliyi.

İon mübadiləsinin ekvivalentliyi dedikdə məhlulun elektroneytrallıq prinsipinin saxlanması şərtilə məhlul ilə ionit arasında ion mübadiləsinin ekvivalent miqdarda baş verməsi nəzərdə tutulur. Lakin qeyd etmək lazımdır ki, məhlulda olan ionların cəmi miqdarı təkrar reaksiyaların (neytrallaşma, zəif dissosiasiya olunan birləşmələrin əmələ gəlməsi) baş verməsi nəticəsində dəyişə bilər. Əgər su qələvi mühitinə malik olarsa, o halda ayrılan hidrogen ОН ^– ionları ilə təsirdə olaraq zəif dissosiasiya qabiliyyətinə malik olan birləşmə - su əmələ gətirir. Bu halda məhlulda olan ionların miqdarı azalır. İon mübadilə proseslərinin dönər olması texnoloji sxemlərdə ionitlərdən qənaətlə istifadə olunmasına imkan yaradır. İon mübadilə reaksiyalarının başlıca istiqaməti kütlələrin təsiri qanununa uyğun olaraq müəyyən edilir. İonitlərin azalması zamanı məhlulda ilkin mübadilə ionlarının qatılığını artırmaqla ion mübadilə reaksiyalarını ionitlərin ilkin halına bərpa olunması istiqamətinə yönəltmək, başqa sözlə ionitlərin regenerasiyasını həyata keçirmək olar.

İonun yükünün artması (başqa sözlə onun valentliyinin artması) ilə Kulon qanuna görə onun əks yüklə yüklənmiş bərk fazaya doğru cazibə enerjisi artır. Ona görə də ionların valentliyi artdıqca onların ionitlərdə sorbsiya selektivliyi artır. Müvafiq olaraq: ikivalentli ionlar birvalentli ionlara nəzərən, üçvalentli ionlar isə ikivalentli ionlara nəzərən daha yaxşı sorbsiya olunurlar. İkivalentli ionlar birvalentli ionlara nəzərən, üçvalentli ionlar isə ikivalentli ionlara nəzərən daha yaxşı sorbsiya olunurlar. Anionlar və kationlar üçün selektivlik sırası müəyən olunmuşdur ki, burada da hər bir sonrakı ion özündən əvvəlki iona nəzərən daha yaxşı sorbsiya olunur. Məsələn, güclü turş xassəli КУ-2 kationiti üçün aşağıdakı sıra alınmışdır:

H⁺+4⁺2+2+2+2+3+…

Təbii suların tərkibində olan əsas kationları selektivliyinə görə aşağıdakı sıra üzrə yerləşdirmək olar: