Практикум по химической технологии - Тихвинская М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
Определение обменной емкости катионита. Проводят регенерацию катионита, пропуская через него 0,5 л раствора соляной кислоты (1—2,5%-ный), затем промывают катионит 3 л дистиллированной или обессоленной воды. Замечают время начала анализа и устанавливают скорость пропускания водопроводной воды через катионит 100—200 мл/мин. Через каждые 15 мин проводят анализ воды на общую жесткость, отбирая пробы проходящей через катионит воды. Объем воды замеряют и суммируют в течение всего опыта. Воду
Рис. 3. Ионообменная установка:
/ _ трубка с катионитом: 3 — трубка с аиионнтом; S — напорный бачок; 4—вентиль иа водородной линии; 5 — зажимы; 6 — склянка для регеннрирующих жидкостей; 7 — градуированные бутыли.
пропускают до предельно-допустимой жесткости (0, 1-ї- 0,2 ммоль/л). При достижении минимальной жесткости рассчитывают обменную емкость катионита.
Оформление результатов работы (вариант 2). Опишите сущность ионообменного метода умягчения воды. Составьте уравнения реакции обессоливания воды и регенерации катионита и анионита. Зарисуйте и кратко опишите работу лабораторной ионообменной установки. Результаты опыта обессоливания представьте в виде таблицы:
Время отбора пробы от начала обессоливания (мин)
Объем пропущенной воды от начала обессоливания (л)
Жесткость воды (ммоль/л)
Содержание ионов SO4-2. Cl-
Результаты опыта определения обменной емкости катионита представить в виде таблицы:
Время отбора пробы (мин)
Объем пропущенной воды через катионит (л)
Жесткость воды (ммоль/л)
Обмеиная емкость катионита (ммоль/м9)
Приготовление реактивов для анализа
1. Раствор трилона Б (двунатриевой соли этилендиаминтетраук-.сусной кислоты, комплексона III): 18,6 г трилона Б растворяют в 1 л дистиллированной воды и фильтруют, если раствор окажется мутным. Установку титра раствора 0,05 моль/л трилона Б проводят по фиксаналу MgSO4 • 7H2O или ZnCl2 (в аммиачной среде). Раствор может храниться до года.
2. Аммиачный буферный раствор: смешивают 100 мл раствора хлорида аммония (20%-ный) и 100 мл раствора аммиака (20%-ный), добавляют до 1 л дистиллированной воды. Вода, используемая для приготовления реактивов, не должна содержать солей, обусловливающих жесткость. Для проверки воды на жесткость к 100 мл ее прибавляют 1 мл буферного раствора и 6—7 капель индикатора, при этом должна появиться синяя окраска.
3. Раствор индикатора: 0,5 г хромоген черного или 0,5 г кислого темно-синего растворяют в 20 мл аммиачного буферного раствора и доводят этанолом до 100 мл (индикатор хранят в склянке из темного стекла не более 10—12 дней).
План теоретического собеседования к главе «С ы р ь е, в о д а»
1. Классификация сырья химической промышленности.
2. Методы обогащения минерального сырья.
3. Сущность метода флотации.
4. Применение воды в химической промышленности.
5. Технические показатели воды.
6. Технология подготовки питьевой воды.
7. Технология подготовки промышленной воды.
8. Методы умягчения и обессоливания воды.
9. Оборотные и сточные'воды, очистка сточных вод.
Глава 2 СЕРНАЯ КИСЛОТА
Лабораторные работы, связанные с производством серной кислоты, знакомят с основными этапами ее получения, начиная от обжига серного колчедана и кончая абсорбцией оксида серы (VI) с образованием серной кислоты. Выполнение каждой работы позволяет устанавливать зависимость между условиями проведения реакции и выходом целевого продукта.
Окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI) в кипящем слое катализатора демонстрирует в лабораторных условиях современный метод повышения производительности аппаратов в промышленности .
Поглощение оксида серы (VI) водой даже при наличии электрофильтра не приводит к получению достаточно концентрированной серной кислоты. Тем не менее работа по получению серной кислоты из серы или серного колчедана имеет большое практическое значение, так как в основном моделирует процессы, происходящие в промышленности при контактном способе производства серной кислоты.
Контактный метод получения серной кислоты состоит из четырех стадий: 1) получение оксида серы (IV); 2) очистка обжигового газа; 3) окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI); 4) абсорбция оксида серы (VI).
Сырьем для получения оксида серы (IV) служат разнообразные соединения, содержащие серу, среди которых основным до последнего времени является серный колчедан.
Реакцию окисления, происходящую при обжиге серного колчедана, можно описать следующим суммарным уравнением:
4FeS2 + HO2 2Fe2O3 + 8SO2 + 3416 кДж
Процесс обжига зависит от температуры, концентрации кислорода и скорости его диффузии к серному колчедану, от размеров кусков серного колчедана и способа его перемешивания. Верхний предел температуры лимитируется спеканием серного колчедана в интервале 1100—1300 К- Количество воздуха при обжиге поддерживается в 1,2—1,8 раз больше стехиометрического.
При сжигании серы получается наиболее чистый оксид серы (IV):
•S + O8 -*¦ SO2 + 296 кДж
После очистки оксид серы (IV) окисляется до оксида серы (VI): 2SO2 + O2 2SO8 + 94,4 кДж
