Химия өнеркәсібіндегі су мен ауа. Фармацевтикалық өндірісте суды дайындау және тазарту жолдары
жүктеу/скачать 268,72 Kb.
|
3-дәріс
| Кермектік деп суда магний немесе кальций тұздарының болуымен шартталатын судың қасиетін айтамыз. Аниондардың табиғатына байланысты кермектік бикарбонат ионының болуына байланысты уақытша (жойылатын немесе карбонатты) кермектік КУ, және хлорид, сульфат немесе нитрат иондардың болуына байланысты тұрақты кермектік (карбонаттық емес) – КТ болады. Уақытша кермектік пен тұрақты кермектіктің қосындысы судың жалпы кермектігі деп аталады КЖ:
КЖ = КУ + КТ. Судың кермектілігі 1 л судағы, яғни ммоль/л-дегі кальций мен магний иондар концентрацияларының қосындысымен анықталады. Жалпы кермектігіне байланысты су жұмсақ (КЖ 2-ден төмен ), орта (КЖ = 2-10) және кермек (КЖ 10-нан артық) болып бөлінеді. Су тотығыштығы – судың құрамында бұзылмай сақталу мезгілін көрсетеді.Судың сақталу мерзімі су құрамындағы тотығатын зат (органикалық заттардың, күкіртсутек пен темірдің) мөлшеріне тәуелді. Су тотығыштығы 1 л калий перманганатының ерітіндісін 10 мин қайнатқанда KМnO4 концентрациясының азаю шамасымен анықталады, яғни мг/л. Судың активті реакциясы оның қышқылдығы мен сілтілігін сипаттайды. Ол сумен әрекеттеспейтін кейбір газдың болуына (хлор, көмір оксиді және т.б.), су қоймасына өнеркәсіптік ағынмен енгізілетін еритін гуминді қышқылдар мен заттардың болуына тәуелді. Табиғи судың көпшілігі үшін активті орта рН 6,5-8,5 аралығында жатады. Өнеркәсіптік суды дайындау. Өнеркәсіптік суда болатын қоспаның зиянды әсері оның табиғатына, концентрациясына, дисперсті күйіне, сонымен қатар су пайдаланатын белгілі бір өндірістің технологиясына тәуелді. Судағы барлық заттар нағыз ерітінді түрінде (тұздар, газдар), коллоидты түрде (алюмо- және ферросиликаттар, кейбір гидроксидтер, кремний қышқылы және т.б.) және жүзінді күйде (сазды және құмды, әкті бөлшектер) болуы мүмкін. Мұның барлығы өнеркәсіптік су дайындау өндірісіне қажет суды алдын ала дайындаудың қажеттілігін тудырады. Су дайындау – табиғи судан өндіріске зиян келтіретін коллоидты бөлшек, еріген тұздар мен газдар түрінде кездесетін қоспалардан тазартатын операциялар жиынтығы. Су дайындау схемасы 2 суретте көрсетілген. Суды ағарту – су құрамындағы механикалық қоспалардан суды тазарту үшін бетондағы ыдыс-тұндырғыштарда тұндырып, қалған заттардан ажырату мақсатымен құм сүзгіштен өткізіледі. Осыдан кейін су құрамындағы коллоидты қоспалардан тазарту үшін оған арнайы реагенттер – коагулянттар (алюминий немесе темір сульфаты) мен флокулянттар (полиакриламид, белсендірілген кремний қышқылы) қосады. Суды зиянсыздандыру – суды микроорганизмдерден және бактериялардан тазарту әдістері: хлорлау, озондау немесе қайнату. Дегазация – суды еріген газдардан тазарту. Суды газсыздандыруға химиялық және физикалық әдістер қолданылады. Мысалы, химиялық реагенттермен жұту арқылы: СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3 + Н2О ) және ауада немесе вакуумда термиялық деаэрация арқылы. Тұзсыздандыру көбінесе таза суға ерекше талап қоятын өндірістерде, мысалы жартылайөткізгіш материал алуда, таза реактивтер, фармацевтикалық препараттар алуда қолданылады. Суды тұзсыздандыру ионды алмасу әдіспен, дистилляция, электродиализ әдістерімен жүзеге асады. а) Ион алмасу әдісі кейбір қатты заттардың (иониттердің) ерітіндіден ионды сол белгідегі басқа ионның эквивалентті мөлшерін жұту қасиетіне негізделген. Катиониттер құрамында қозғалмалы натрий немесе сутек иондары, ал анионитте қозғалмалы ОН--гидроксил иондары болады. Катиониттер ретінде сульфокөмір, алюмосиликаттар (пермутит, цеолит және т.б.), ал аниониттер ретінде жасанды шайырлар, мысалы карбамидті шайырларды қолданады. Сәйкесінше, ион алмасу процестері екі түрге бөлінеді: 1) Н (Na) – катиондау, мысалы: Na2[kat] + Ca(HCO3)2 ↔ Ca[kat] + 2Na2СО3 2) аниондау, мысалы: [An]OH + HCl↔ [An]Cl + H2O мұндағы [kat] және [An] – матрица иониттерінің алмасуына қатыспайды. Ион алмасу әдісі қайтымды болғандықтан, жүйедегі тепе-теңдіктің орнатуы судың тұзсыздандырылғанын білдіреді. Иониттің жұту қабілеті оның бірлік көлемі немесе ионит массасы жұта алатын кальций мен магний иондарының мөлшеріне тең алмасу сыйымдылығымен сипатталады, г-экв/м3 және г-экв/кг өлшенеді. Иониттің берілген көлемінде алмасу сыйымдылығының шамаларынан ионит сүзгілерінің жұмыс циклінің уақыты тәуелді болады. Ионитті қанықтырғанда ол Н-катиониттер үшін қышқылдың, ал Na-катиониттері үшін NaCl-нің және де аниониттер үшін сілті ерітінділерінің жуу регенерациясы болуы мүмкін. Осы кезде мына реакциялар жүреді: катионит үшін: Ca[kat] + 2NaCl = Na2[kat] + CaCl2, анионит үшін: [An]Cl + NaOH = [An]OH + NaCl. Суды толық тұзсыздандыру оның дистилдеумен, су ионитті фильтр көмегімен тазартудан өткеннен кейін жүзеге асады. 3 суретте суды ион алмасу әдісімен тұзсыздандыру схемасы көрсетілген. 1 – катионитті сүзгіш; 2 – анионитті сүзгіш; 3 – дегазатор; 4 – су жинағыш 3 сурет – Су тұзсыздандыруға арналған қондырғының сұлбасы б) Электродиализ – электр тоқ арқылы жүретін диализ үрдісі. Бұл әдісте тұздардың ерітінділерден бөлінуі иондардың кеуекті мембраналар арқылы өту кезінде жүзеге асады. Иондар катиониттен (катодта) және аниониттен (анодта) тұратын мембраналарды өткен кезінде разрадталынады. Электродиализатордың сұлбасы 4 суретте көрсетілген.
жүктеу/скачать 268,72 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|