4. Сувни водород катионитли фильтрлар ёрдамида юмшатиш

14-Маъруза. Сувни водород катионитли фильтрлар ёрдамида қаттиқлигини камайтириш, уларнинг технологик фарқи.


14.1 Сувни водород катионитли фильтрлар ёрдамида юмшатиш.
Сув тозалаш қурилмаларида Н- катионитли фильтрлар ҳам Na- катионитли фильтрлар каби сувни юмшатиш яъни таркибидаги Ca, Mg ҳамда Na катионларидан тозалаш учун ишлатилади. Н- катионитли фильтрлардан ўтаётган сув таркибидаги бу катионларнинг катионит таркибидаги Н- катионлар билан алмашиш реакциялари ион ҳолатда қуйидагича ёзилади:
2RIH+ Cа²⁺=R₂ICa+2H⁺
2RIH+ Mg²⁺=R₂IMg+2H⁺
RIH+Na=RINa+H⁺
Агар сув таркибида бу катионлар CaCl₂, MgCl₂, CaSO₄, Ca(NO₃)₂, Mg(NO₃)₂ Ca(HCO₃)₂ Mg(HCO₃)₂ каби бирикмалар ҳолатида бўлиши назарда тутилса, у ҳолда Н- катионитли фильтрларда катион алмашиш жараёни молекуляр кўринишда қуйидагича ёзилади.
2RIH+CаCl₂=R₂ICa+2HCl₂
2RIH+MgCl₂=R₂IMg+2HCl
2RIH+CaSO₄= R₂ICa+H₂SO₄
2RIH+MgSO₄=R₂IMg+H₂SO₄
2RIH+Ca(HCO₃)₂=R₂ICa+2H₂CO₃
2RIH+Mg(HCO₃)₂=R₂IMg+2H₂CO₃
2RIH+Ca(NO₃)₂=R₂ICa+2HNO₃
2RIH+Mg(NO₃)₂=R₂IMg+2HNO₃
Сувни Н- катионитлаш натижасида сув таркибидаги Ca, Mg ва Na катионларининг концентрацияси камайиши билан сувнинг умумий ишқорийлиги ва туз миқдори ҳам камаяди. Аммо кислоталик хусусияти ошади. Н- фильтрларда юмшатилган сувни водород катионитли сув деб аталади. Водород катионитли сувнинг кислоталик хусусияти ошиши юмшатилаётган сув таркибидаги тузларининг катион алмашиш жараёнида HCl, H₂SO₄, HNO_3,, каби кислоталарга айланиши натижасида содир бўлади. Бу ҳол юқоридаги реакцияларда яққол кўринади. Юмшатилаётган сув таркибида , Cl^- , ионларининг миқдори қанча кўп бўлса, водород катионитли сувнинг кислоталик хусусияти ҳам шунча ошаади. Кислоталиги юқори бўлган сув металларда коррозия жараёнини тезлаштириши сабабли, водород катионитли сувни ионитлар ёрдамида қўшимча тозаламасдан ИЭС ларида ва тоза сув талаб киладиган бошқа соҳаларда умуман ишлатиб бўлмайди.
Сув тозалаш соҳасида Н- катионитли сувнинг кислоталик хусусиятини камайтириш асосан, Na- катионитли сув билан аралаштириш ёки анионитли фильтрларда юқори даражада тузсизлантириш йўли билан амалга оширилади.
Н-катионитли сув, ишқорий хусусиятли Na-катионитли сув билан аралашганда кислоталик хусусияти камайиши Н-катионитли сув таркибидаги кучли кислоталарнинг Na-катионитли сув таркибидаги NaHCO₃ бирикмаси билан нейтралланиши натижасида содир бўлади:
H₂SO₄+2NaHCO₃=Na₂SO₄+2H₂CO₃
HCl+NaHCO₃=NaCl+H₂CO₃
H₂NO₃+NaHCO₃=NaNO₃+H₂CO₃
Н-катионитли сув ОН-анионитли фильтрлардан ўтказилганда эса унинг кислоталик хусусияти камайиши таркибидаги кучли кислота анионларининг SO₄^2-, Cl^-, NO₃^- анионитнинг ОН анионлари билан алмашиниши натижасида, фильтрат таркибида шу анионларнинг концентрацияси камайиши ҳисобига содир бўлади. Н-фильтрларда ҳам сувдаги Ca, Mg ва Na катионларининг катионитдаги водород катиони билан алмашиниш тезлиги Na-катионитлардаги каби барча катионлар учун бир хил бўлмай, уларнинг алмашишида ҳам қуйидагича Ca>Mg>Na кетма-кетлик мавжуд.
Бу қатордаги ҳар бир олдинги катион кейинги катионга нисбатан кўп миқдорда ва юқори тезликда катионитга ютилиши, ҳамда ҳар бир олдинги катион ўзидан кейин турган катионни катионитдан сиқиб чиқариш хусусиятига ҳам эга. Бу катионлардан катионитга энг актив ютилувчи катион Са катиони, энг пассиви эса Na катионидир.
14.1- расмда Н- катионитли фильтрларда сувни юмшатиш жараёнида таркибидаги Са ва Na катионларининг концентрацияси фильтрат миқдори ортиб бориши билан ўзгариши кўрсатилган.

Сув қаттиқлиги камайиши

Фильтрат миқдори ортиб бориши

14.1- расм.