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软化与除碱实验
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一、实验目的 地下水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-离子,Ca2+、Mg2+ 称为硬度,HCO3-称为碱度。硬度必须全部除去,以
防止受热面结垢,碱度太高也会影响换热设备的安全经 济运行,一般情况下,水中碱度保持一定值即可。除
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硬度和部分碱度常用的系统是H+—Na+离子交换系统,
通过实验达到: 加深对离子交换工艺的理解,熟悉离子交换法处理 工业用水的操作方法; 掌握离子交换法处理工业用水的基本特性与规律。
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二、实验设备 水质分析实验装置 离子交换实验装置
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三、实验原理 1、软化除碱 HR + [Ca2+、Mg2+、K+、Na+] [Ca2+、Mg2+、K+、Na+]R+ + H+
(H+ 是以H2CO3、H2SO4、HCl的形式存在) NaR + [Ca2+、Mg2+] [Ca2+、Mg2+]R + Na+ (Na 是以NaHCO3的形式存在) H2SO4/HCl+NaHCO3 Na2SO4+NaCl
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2、还原 [Ca2+、Mg2+、K+、Na+]R + HCl [Ca2+、Mg2+、K+、Na+]Cl + HR NaCl+ [Ca2+、Mg2+] R [Ca2+、Mg2+]Cl + Na R
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四、实验步骤 1.测定原水的总硬度H总、总碱度A总; 2.确定水量分配系统; αH 0.2 0.4 0.6 0.8 αNa
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3. 总水量为100L/h流入并联系统,按照水量分配系数调节进入
H+、Na+交换柱的水量,过20min后,取H+、Na+交换柱出水混 合均匀后测定其残留硬度△H总,残留碱度△A总 4.每隔10min取一次水样,测定其△H总,残留碱度△A总,测定 5~7次。
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五、实验结果记录表 αH/ αNa 0.2/0.8 0.4/0.6 0.6/0.4 0.8/0.2 △H总 △ A总
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六、绘制除碱曲线和硬度变化曲线 七、讨论 除碱还有哪些方法,各有什么优缺点? 2.离子交换时水的流速对除碱效果有无影响?为什么?
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硬度测定 取水样100ml于250ml锥形瓶中; 2. 加3~5ml缓冲液及少许铬黑T指示剂;
3. 若水样显紫色或紫红色,则用EDTA标液滴定至蓝色, 并记录EDTA的消耗量; 4. 计算:H总(mmol)=(C1V1)/ V0 C1——EDTA标液浓度(10mmol) V1——EDTA标液的消耗量(ml) V0——水样体积(ml)
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碱度测定 取水样100ml于250ml锥形瓶中; 2. 加3~5滴酚酞指示剂,若水样显红色则用HCl标液滴定
至无色,并记录消耗量P,若不显红色,则进行下一步操作; 3. 向水中加入3~4滴甲基橙指示剂,摇匀,用HCl标液滴定到 溶液由桔黄色变为桔红色,记录HCl消耗量M;
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4. 计算:A总(CaCO3计,mg/l)=[C(P+M)X50.5X1000]/ V
C——HCl标液浓度(mol/L); P——酚酞碱度消耗量的HCl量(ml); M——甲基橙碱度消耗量的HCl量(ml); 50.5——1/2 CaCO3 摩尔质量(g/mol),若以CaCO计, 则为28.04。
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