Synteza i badanie właściwości kationowej żywicy jonowymiennej

Wydział: Technologia Chemiczna

Specjalność: Technologia Polimerów

Rok: 1

Semestr: 2

Prowadzący ćwiczenie: dr inż. P. Jakubowska

Data wykonania ćwiczenia: 12-10-2009

Wykonujący ćwiczenie: Dawid Kleczyński

Przygotowanie teoretyczne:

Opracowanie ćwiczenia:

Ocena:

Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z metodą jonitową oraz jej zastosowaniem. Otrzymanie jonitu oraz sprawdzenie jego zdolności wymiennej, pęcznienia i ciężaru nasypowego.

Przebieg ćwiczenia:

  1. Otrzymanie jonitu

      1. W trójszyjnej kolbie zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną oraz termometr umieścić 0x01 graphic
        fenolu.

      2. Kolbę ogrzewać z równoczesnym rozpoczęciem mieszania.

      3. Dodawać niewielkimi porcjami 0x01 graphic
        stężonego kwasu siarkowego.

      4. Mieszaninę ogrzewać w temperaturze 0x01 graphic
        przez 0x01 graphic
        godziny.

      5. Otrzymany kwas p-hydroksybenzenosulfonowy schłodzić do temperatury 0x01 graphic
        i przelać do kolby o pojemności 0x01 graphic
        .

      6. Do tak otrzymanego roztworu dodawać powoli 0x01 graphic
        formaliny.

      7. Po z żelowaniu pokruszyć materiał oraz zobojętnić nasyconym roztworem wodorowęglanu sodu.

      8. Otrzymany jonit umieścić w suszarce w temperaturze 0x01 graphic
        i suszyć 12 godzin.

  2. Oznaczenie zdolności wymiennej jonitu

      1. Do szklanej kolumny wprowadzić 0x01 graphic
        kationitu o średnicy ziarna 0x01 graphic
        , uprzednio spęcznianego w wodzie.

      2. Poddać jonit obróbce, przepuścić przez kolumnę z jonitem:

> 0x01 graphic
- 0x01 graphic
- 0x01 graphic
- regeneracja

> 0x01 graphic
- 0x01 graphic
- mycie

> 0x01 graphic
- 0x01 graphic
- 0x01 graphic
- wymiana

> 0x01 graphic
- 0x01 graphic
- płukanie

3. Następnie wprowadzić 0x01 graphic
- 0x01 graphic
- 0x01 graphic
z prędkością 0x01 graphic
.

4. Nadmiar kwasu usunąć poprzez przemywanie wodą destylowaną, aż do zaniku kwaśnego odczynu.

5. Przez wymieniacz przepuścić roztwór 0x01 graphic
- 0x01 graphic
aż do zaniku odczynu kwaśnego.

6. Ilość powstałego 0x01 graphic
oznaczyć poprzez miareczkowanie 0x01 graphic
- 0x01 graphic
wobec czerwieniu etylowej.

7. Jonit przemyć wodą destylowaną i wysuszyć do stałej wagi w temperaturze 0x01 graphic
.

Wyniki:

  1. masy zużytych substratów i powstałych produktów:

0x01 graphic

  1. przepływy objętościowe przez jonit

    2. Nr

    0x01 graphic

    1

    10,625

    2

    5,260

    3

    2,130

    1. ilość zużytego 0x01 graphic
      - 0x01 graphic

    0x01 graphic

    1. zależność zmiany masy od czasu suszenia (0x01 graphic
      )

      2. 0x01 graphic

      0x01 graphic

      0

      4,676

      10

      2,510

      20

      1,522

      25

      1,327

      30

      1,282

      35

      1,283

      40

      1,282

      0x01 graphic

      Obliczenia:

      1. Wydajność reakcji

      Z obliczeń wstępnych wynika, że kwas siarkowy (VI) został użyty w nadmiarze w stosunku do fenolu, następnie kwas p-hydroksybenzenosulfonowy został użyty w nadmiarze w stosunku do formaliny 0x01 graphic
      . Wydajność można policzyć w stosunku do formaliny.

      0x01 graphic

      0x01 graphic

      1. Zdolność wymienna jonitu

      0x01 graphic

      Wnioski: