○ Pole täielik lahendus ➢ Tööstuste meetod – destilleerimine ○ Kallis ○ Energiakulukas ➢ Muu – pehmendajate lisamine ○ Tulemusena sadenevad Mg ja Ca soolad välja ➢ Populaarseim viis – ioniitide lisamine ○ Ioniidid e ioonivahetajad – ained, mis on võimelised vahetama nende koostisesse kuuluvaid ioone lahuses olevate ioonide vastu ■ Kationiidid – vahetavad katioone ■ Anioniidid – vahetavad anioone Keskkonnaprobleemid ➢ Atmosfääri saastumine ○ Osad gaasid atmosfääris on otseselt kahjulikud ■ Kütuste mittetäielikul põlemisel tekib CO, mis on mürgine ■ Suurem osa kütustest sisaldab ka väävliühendeid, mille põlemisel tekib SO2 ■ Kütustes olevatest lämmastikuühenditest võib tekkida
Loodusliku vee koostis- H2O, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Na+, K+, HCO3-, Cl-, SO42-, H+, OH- 49. Katlakivi tekke reaktsioon- Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2 Katlakivi eemaldamine- kasutatakse mitmesuguseid lahusteid. 50. Karbonaatne karedus- põhjustavad vees lahustunud kaltsium- ja magneesium vesinikkarbonaadid. 51. Püsiv ehk mittekarbonaatne karedus- põhjustavad vees lahustunud sulfaadid, silikaadid Kloriidid. 52. Soolade kõrvaldamine veest ioniitidega- ioniidid teatud kõrgmolekulaarsed ühendid; Kationiidid adsorbendid, mis seovad lahustest katioone; Anioniidid adsorbendid, mis seovad lahustest anioone. LAHUSED 53. Lahuse mõiste- kahest või enamast komponendist (lahustunud ained, lahusti) koosnev homogeenne süsteem. 54. Lahuste klassifikatsioon agregaatoleku järgi- gaasiline, vedel, tahke. 55. Lahuste klassifikatsioon aine sisalduse põhjal- n küllastumata lahus, küllastunud lahus, üleküllastunud lahus. 56
Milline on kõige lihtsam raud()ioonide sisalduse vähendamise viis vees? Loodusliku vee koostis: H2O, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Na+, K+, HCO3-, Cl-, SO42-, H+, OH- + tahked peendispersed ained (muda, savi jne) ning mikroorganismid. Vee pehmendamiseks töödeldakse looduslikku vett ioonvahetajatega. Ioonvahetus kare vesi lastalse läbi ioonfiltri, milles sisalduvad ioniidid (tahke teraline mass) eemaldavad vees leiduvad lisandioonid. On kahte tüüpi ioniite: kationiidid eemaldavad vees leiduvad katioonid ning anioniidid eemaldavad anioonid. Eemaldamine toimub ioonvahetuse kaudu: lahuses olevad Ca 2+ või Mg2+ - ioonid asendatakse kationiidi koostises olevate H+ - ioonidega. Samuti asendatakse kareda vee anioonid (HCO 3-, Cl-, SO42-) anioniidi koostises olevate OH- - ioonidega. Niiviisi asendatakse karedust põhjustavad soolad järjestikku H+ ja OH- - ioonidega, mis moodustavad vee: H + OH = H2O. Sellist demineraliseeritud vett
Tulemuseks oli 2.23 mmol/dm3 8. Milleks ja kuidas te kasutasite vee kareduse töös triloon-B 0,025M ja 0,005M lahust? 1) triloon-B 0.025M – üldkareduse määramisel, sellega tiitriti uuritavat vett. 2) triloon-B 0.005M – jääk-üldkareduse määramisel pärast vee pehmendamist, sellega tiitriti pehmendatud vett. 9. Mis on ioonvahetajad? – Tahked ained, millel on omadus vahetada oma struktuuris olevaid mõningaid ioone lahuses olevate ioonde vastu. Katioone vahetavad kationiidid ja anioone vahetavad anioniidid. 10. Milliste kationiitide/anioniitide abil saab destilleeritud veele sarnast vett? – H-kationiidi ja OH-anioniidi abil. 11. Kas kasutatud kationiite on võimalik regenereerida? Tuua näide. – Jah, on võimalik. Nt kui Na+ ioonid on Ca2+ ja Mg2+ ioonidega välja vahetatud, tuleb filtrit regenereerida 7...8%-lise naatriumkloriidilahusega, mis küllastab filtri taas Na+ ioonidega ja viib sealt välja Ca2+
Mööduvat karedust põhjustavaid vesinikkarbonaate eemaldatakse keetmisel. Püsiva kareduse põhjustavad CaCl2,CaSO4, Mg SO4,MgCl, mis keetmisel ei kõrvaldu. Pehmendamiseks kasutatakse 2 meetodit: keemilist meetodit, mis on vähe efektiivne ja mida enam ei kasutata(Na2CO3, Ca(OH) 2) ja ioonvahetus meetodit (ioniidid). Ioonvahetajad tahked ained, millel on omadus vahetada oma struktuuris olevaid mõningaid ioone lahuses olevate ioonde vastu. Katioone vahetavad kationiidid ja anioone vahetavad anioniidid. Vahetuskatioonid Na + ja H+; vahetusanioonid Cl ja OH-. Nii kationiidid, kui anioniidid võivad olla looduslikud ja sünteetilised, praktikas enamasti sünteetilised (sfäärilised terakujulised, kollakad-pruunikad, meenutavad kalamarja). Kationiidid ja anioniidid on regenereeritavad. Kuumutamisel üle 65° , laguneb HCO3- H+ +CO3²-, siis sadestub välja CaCO3,mis on katlakivi põhikomponent, milles on veel Fe2O3*nH2O ja CaMg(CO3)2
➔ Ioonvahetus - Ca ja Mg ioonid vahetatakse välja Na+ või H+ ioonidega, ja HCO3 – ioonid Cl+- või OH -ioonidega kuna ➔ Na-soolad on hästilahustuvad siis selline vesi katlakivi ei tekita. ➔ Ioniidid – teatud kõrgmolekulaarsed ühendid või Ca, Al silikaadid (näit. tseoliidid), millel on võime adsorbeerida oma pinnale lahustest anioone või katioone. ➔ Kationiidid – adsorbendid, mis seovad lahustest katioone ➔ Anioniidid– adsorbendid, mis seovad lahustest anioone 48. Orgaanilised lahustid ja nende kasutamine. Kasutatakse peamiselt: ➢ Vedelate värvide ja lakkide koostises värvile vajaliku viskoossuse andmiseks; ➢ Ainete selektiivseks väljaleotamiseks (ekstraheerimiseks) teistest tahketest ja vedelatest ainetest; ➢ Metallide pindade puhastamiseks õlidest ja rasvadest enne katete pealekandmist;
eemaldamiseks saadakse kätte tahkel kujul vastavad rasvad. Seda kasut ka paljude ainete eraldamisel Lahusti lahustamisomadused sõltuvad: a)lahusti molekulide polaarsusest b)lahustatava aine struktuurist. 15. Loodusliku vee koostis - koosneb vee molekulidest, soola molekulid + tahked peendispersedained (muda,savi) ja mikroorganismid. Ioonvahetajatega saab vees eemaldada karedust. Kare vesi lastakse läbi ioonfiltri milles sisalduvad ioniidid eemaldavad veest lisandioonid. Kationiidid eemaldavad katioonid ning anioniidid eemaldavad anioonid. Vee kuumutamisel üle 65 C NCO3- laguneb, tekib katlakivi CaCO3: HCO3- H+ + CO32- Vesinikkarbonaadi lagunemine toimub suhteliselt aeglaselt ning seetõttu kaltsiumkarbonaati moodustub vee kuumutamise samuti suhteliselt aeglaselt. Fe2+ ioone sisalduva vee kokkupuutel õhuga: võib moodustuda segamisel vette Fe(OH)3, mis sadestub mõõdukitesse, klappidesse ja võib viis süsteemi rikkeni. 2Fe2+ + ½O2 + H2O 2Fe3+ + 2OH-
Üldine karedus põhjustatud vees lahustunud sulfaatidest, silikaatidest, kloriididest jm. Vee pehmendamine: · Vee kuumutamine ja filtreerimine (eemaldab karbonaatse kareduse), · Kemikaalide kasutamine (kaaliumdikromaat, ortofosfaadid, karbonaadid, silikaadid), · Polüfosfaadid ja orgaanilised kompleksimoodustajad, · Ioonvahetus (Ca ja Mg ioonid vahetatakse Na ioonide vastu) Katlakivi eemaldamine: · Lahustitega (NaOH, 2% HCl), · Ioniitidega (kationiidid seovad lahustest katioone, anioniidid seovad lahustest anioone), Osaline vee puhastamine: 1. Vee läbijuhtimine H-katiooniididega kolonnist: 2. Vee läbijuhtimine OH-aniooniididega kolonnist: Orgaaniliste lahustite kasutamine: · Vedelate värvide ja lakkide koostises värvile viskoossuse andmiseks, · Ainete ekstraheerimiseks teistest tahketest ja vedelatest ainetest,
Hüdrofii-lsus on aine ja vee tugev vastasmõju, meed ained märguvad hästi ja nad lahustuvad või punduvad vees (anor. soolad, savi, tärklis, parafiin). Hüdrofiilsed pinnad märgavad vett paremini kui süsivesikuid. Ioonvahetus on protsess, mille tulemusena tahkes faasis olevad ioonid vahetatakse välja ioonidega lahusest. Ioonvahetajad (prooton, Naioonid, Ohioonid, Clioonid) – lahustumatud tahked ained: sünteetilised polümeersed valgud või looduslikud materjalid. Need tahked ained on kationiidid ja anioniidid. Kat.:RSO3-Ht+ +Nal+FRSO3-Nat++Hl+ Anioniit:RNH3+OH-t+Cl-lFRNH3+Cl-t+OHl- Ioniite kasut. suurtest kogustest veest ioonide kõrvaldamiseks. Nii kat. Kui ka an.il on kindel ioonivahetusvõime, s.t. kui kõik vahetusioonid on asendunud teiste ioonidega, ioniit enam ei tööta. Sellisel juhul ioniit regenereeritakse või vahetatakse uue ioniidi vastu. Kui kationiit, mida kasut. on vesinikvormis, siis peab anioniit olema hüdroksiidvormis
sisaldav vesi põhjustab metallide korrosiooni. Tööstuses tuleb jahutusveena eelistada võimalikult pehmet vett, vajaduse korral tuleb seda pehmendada. Merevee kasutamine jahutussüsteemis on keelatud. 54. Soolade kõrvaldamine veest ioniitidega Ioniidid – teatud kõrgmolekulaarsed ühendid või Ca, Al silikaadid (näit. tseoliidid), millel on võime adsorbeerida oma pinnale lahustest anioone või katioone. Kationiidid – adsorbendid, mis seovad lahustest katioone Anioniidid – adsorbendid, mis seovad lahustest anioone Osaline puhastamine Na-kationiidiga 55. Veepuhastusprotsessi etapid koos selgitustega (tööstuses). 1) vee läbijuhtimine H-kationiidiga kolonnist 2) vee läbijuhtimine OH-anioniidiga kolonnist 11 3.) saadakse puhas vesi – samane destilleeritud veega 56
MgCl2) jt. Need soolad ei sadestu vee kuumenemisel, kuid kloriide sisaldav vesi põhjustab metallide korrosiooni. Tööstuses tuleb jahutusveena eelistada võimalikult pehmet vett, vajaduse korral tuleb seda pehmendada. Merevee kasutamine jahutussüsteemis on keelatud. 52. Soolade kõrvaldamine veest ioniitidega Ioniidid – teatud kõrgmolekulaarsed ühendid või Ca, Al silikaadid (näit. tseoliidid), millel on võime adsorbeerida oma pinnale lahustest anioone või katioone. Kationiidid – adsorbendid, mis seovad lahustest katioone Anioniidid – adsorbendid, mis seovad lahustest anioone Osaline puhastamine Na-kationiidiga 53. Lahuse mõiste Lahus on kahest või enamast komponendist (lahustunud ained, lahusti) koosnev homogeenne süsteem. 54. Lahuste klassifikatsioon agregaatoleku järgi gaas-gaas (õhk) gaas-vedelik (soodavesi - CO2 vees) gaas-tahke (H2 pallaadiumis) vedelik-gaas (veeaur õhus) vedelik-vedelik (viin -etanool vees) tahke-vedelik (NaCl vees, merevesi)
regenereerida. Seda tehakse 7...8%-lise naatriumkloriidilahusega, mis küllastab filtri taas Na+ ioonidega ja viib sealt välja Ca2+ ning Mg2+ ioonid. Ioniidid – teatud kõrgmolekulaarsed ühendid või Ca, Al silikaadid (näit. tseoliidid), millel on võime adsorbeerida oma pinnale lahustest anioone või katioone. Kationiidid – adsorbendid, mis seovad lahustest katioone Anioniidid – adsorbendid, mis seovad lahustest anioone Osaline puhastamine Na-kationiidiga 1. Vee läbijuhtimine H-kationiidiga kolonnist. Seotakse Ca2+ ja Mg2+ ioonid. 2. Vee läbijuhtimine OH-anioniidiga kolonnist. Seotakse tekkinud tugevad happed. 55. Veepuhastusprotsess (tööstuses). Ülemiste jaama näitel:
Ca2+, Mg2+, Fe3+, Na+, K+, HCO3-, SO42-, H+, OH- + tahked peendispersed ained (muda, savi jne) ja mikroorganismid. Looduslikku vett ei tohi kuumutada üle 55, sest üle 65 tekib katlakivi. Pehmendamiseks kasutatakse 2 meetodit: keemilist meetodit, mis on vähe efektiivne ja mida enam ei kasutata(Na2CO3, Ca(OH) 2) ja ioonvahetus meetodit (ioniidid). Ioonvahetajad tahked ained, millel on omadus vahetada oma struktuuris olevaid mõningaid ioone lahuses olevate ioonde vastu. Katioone vahetavad kationiidid ja anioone vahetavad anioniidid. Kuumutamisel üle 65, laguneb HCO3- H+ +CO3²-, siis sadestub välja CaCO3,mis on katlakivi põhikomponent, milles on veel Fe2O3*nH2O ja CaMg(CO3)2 need on vee aurumisjäägi põhikomponendid. Põhjavee kokkupuutel õhuga tekivad Fe(OH)3 sade (punakaspruun). Kui see vesi juhtida läbi liivafiltri, saabki vähendada rauaioonide sisaldust vees. 15.) Vee dissotsiatsioon: 2H2O<-> H3O+ + OH- , lihtsustatult: H2O<-> H+ + OH- Temp tõusuga dissots suureneb
ja Mg–soolade moodustumise vältimiseks tuleb aga eemaldada veest Ca2+ ja Mg2+. Ülalnimetatud ioonide eemaldamise protsessi nimetatakse vee pehmendamiseks. 55. Soolade kõrvaldamine veest ioniitidega (vt praktikumi töö). Ioniidid – teatud kõrgmolekulaarsed ühendid või Ca, Al silikaadid (näit. tseoliidid), millel on võime adsorbeerida oma pinnale lahustest anioone või katioone. Kationiidid – adsorbendid, mis seovad lahustest katioone Anioniidid – adsorbendid, mis seovad lahustest anioone Osaline puhastamine Na-kationiidiga Protsessi saab läbi viia kahe metoodikaga: 1. Vesi juhitakse läbi ioniidi (kolonntüüpi või reaktortüüpi seadmed); 2. Vette lisatakse ioniit, segatakse ning ioniit eraldatakse veest setitamise või filtreerimisega. Vee osaline pehmendamine Na-kationiidiga Na-kationiitfiltris on kationiidi pind küllastatud Na+ ioonidega
Vee pehmendamise meetodid: 1)destillatsioon vett keedetakse, eralduv aur kondenseeritakse jahutamisel taas vedelikuks. Vees lahust soolad ei lendu koos veeauruga ja jäävad keetmisnõusse, kust nad eemald. See on väga efektiivne, kuid energiamahukas ja kallis. Dest vett kasut peam laborites; 2)Ioonivahetus kare vesi lastakse läbi ioonfiltri, milles sisald ioniidid (tahke teraline mass) eemaldavad vees leiduvad lisandioonid. On kahte tüüpi ioniite: kationiidid eemaldavad vees leiduvad katioonid, anioniidid eemaldavad anioonid. Eemaldamine toimub ioonivahetuse kaudu: lahuses olevad Ca2+- või Mg2+- ioonid asendavad kationiidi koostises olevaid H+-ioone (mis lähevad lahusesse). Samuti asendatakse kareda vee anioonid (HCO-3, SO42-, Cl-) anioniidi koostises olevate OH--ioonidega. Niiviisi asendatakse karedust põhjustavad soolad järjestikku H+- ja OH--ioonidega, mis moodustavad vee: H++OH-=H2O
õhuga? Milline on kõige lihtsam raud(II)ioonide sisalduse vähendamise viis vees? Loodusliku vee koostis - H2O, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Na+, K+, HCO3-, Cl-, SO42-, H+, OH- + tahked peendispersed ained (muda, savi jne) ning mikroorganismid. Vee pehmendamiseks töödeldakse looduslikku vett ioonvahetajatega. Ioonvahetus kare vesi lastakse läbi ioonfiltri, milles sisalduvad ioniidid (tahke teraline mass) eemaldavad vees leiduvad lisandioonid. On kahte tüüpi ioniite: kationiidid - eemaldavad vees leiduvad katioonid ning anioniidid - eemaldavad anioonid. Eemaldamine toimub ioonivahetuse kaudu: lahuses olevad Ca2+ või Mg2+ -ioonid asendatakse kationiidi koostises olevate H+-ioonidega (mis lähevad lahusesse). Samuti asendatakse kareda vee anioonid (HCO3-, SO42-, Cl-) anioniidi koostises olevate OH- -ioonidega. Niiviisi asendatakse karedust põhjustavad soolad järjestikku H+ ja OH- -ioonidega, mis moodustavad vee: H++OH- = H2O
Ioonvahetuskromatograafia baseerub lahutatavas segus sisalduvate ioonide pöörduval vahetumisel statsionaarse faasina kasutatava polümeerse vaigu (ioonvahetaja e ioniidi) ioonide vastu. Selle kromatograafia meetodi aluseks on statsionaarse faasi ja lahutatava segu ioonide elektrostaatiline vastastoime. Lahutumine sõltub laetud molekulide (= ioonide) erineva tugevusega seostumisest vastasmärgilise laenguga ioonvahetajale ja sellest tingitud difusioonikoefitsientide erinevusest. Kationiidid on happelise iseloomuga ioonvahetajad, mis sisaldavad, näiteks, karboksüül- või sulforühmi, mille prootonid võivad vahetuda segus olevate katioonidega. Anioniidid sisaldavad aluseliste omadustega rühmi, näiteks erineva asendusega aminorühmi. Kuna aminohapped ja valgud esinevad vesilahustes ioonidena, siis kasutataksegi ioon- vahetust sageli nende segude lahutamiseks. Ka automatiseeritud aminohapete analüsaatorid on ioonvahetuskromatograafid.
(mg-ekv/l). Karedust jaotatakse mööduvaks ja püsivaks kareduseks. Mööduvat karedust põhjustavaid vesinikkarbonaate eemaldatakse keetmisel. Püsiva kareduse põhjustavad CaCl 2, CaSO4, MgSO4, MgCl2, mis keetmisel ei kõrvaldu. Vee pehmendamiseks töödeldakse looduslikku vett ioonvahetajatega. Ioonivahetus kare vesi lastakse läbi ioonfiltri, milles sisalduvad ioniidid (tahke teraline mass) eemaldavad vees leiduvad lisandioonid. On kahte tüüpi ioniite: kationiidid - eemaldavad vees leiduvad katioonid; anioniidid - eemaldavad anioonid. Eemaldamine toimub ioonivahetuse kaudu: lahuses olevad Ca2+ või Mg2+ -ioonid asendatakse kationiidi koostises olevate H+-ioonidega (mis lähevad lahusesse). Samuti asendatakse kareda vee anioonid (HCO3-, SO42-, Cl-) anioniidi koostises olevate OH - -ioonidega. Niiviisi asendatakse karedust põhjustavad soolad järjestikku H+ ja OH- -ioonidega, mis moodustavad vee: H++OH- = H2O. Sellist
(vähem energiamahukas) kui destillatsioon. Ioniidid on kõrgmolekulaarsed orgaanilised, ka mõned anorgaanilised ühendid, mis vahetavad oma koostisse kuuluvaid radikaale või ioone vees sisalduvate katioonide või anioonide vastu: Na2R + CaSO4 = CaR + Na2SO4 vesinik- vormis H2R + MgCl2 = MgR + 2HCl ROH + HCl = RCl + H2O R - ioniidi püsiv (mittevahetuv) radikaal Katioone vahetavad ioniidid – KATIONIIDID Anioone - “ - – ANIONIIDID Neid tüüpe kasutatakse vee puhastamisel järjestikku Kui kasutada järjestikku kationiite (H-vormis) ja anioniite (OH-vormis), siis vahetuvad vee karedust põhjustavad ioonid järjestikku nende vastu → H2O Ioniite regenereeritakse (hapete, leeliste või soolade lahustega) ja kasutatakse korduvalt Kvalitseetsete ioniitidega töödeldud vesi – peaaegu ekvivalentne dest. veega (DEIONISEERITUD VESI), kuid palju odavam 3. ELEMENDID 3.1. 13
annaabi.ee 
