Page 22 - Bào chế

Các cationid là các acid mạnh hoặc acid yếu. Các nhóm anionid là các base
mạnh hoặc base yếu.
Cơ chế làm sạch các tạp chất ion trong nước, của quá trình điều chế nước khử
khoáng, là sự hấp phụ trao đổi ion trên bề mặt rắn - lỏng, giữa các hạt ionid và nguồn
nước. Quá trình trao đổi ion thường diễn ra qua hai giai đoạn: các ion trong dung dịch
khuếch tán, tập trung một số lớn các ion lên bề mặt chất trao đổi ion, do lực hút với
các nhóm phân cực trên bề mặt, tiếp sau đó là quá trình trao đổi các ion.
Nguyên tắc của phương pháp điều chế nước khử khoáng là cho nước đi qua cột
chứa cationid và anionid, để giữ lại các ion.
Khi đi qua các cột cationid dưới dạng acid (dạng hoạt động) các cation bị hấp
+
phụ và trao đổi với H vào dung dịch theo các quá trình sau:
+
-
+
+
-
R H + Na + Cl → R Na + H Cl
-
-
+
-
+
2+
2+
-
+
-
-
2R H + Ca + 2HCO 3 → R 2Ca + 2H + 2HCO 3
Khi tiếp tục đi qua cột anionid dưới dạng kiềm (dạng hoạt động) các anion bị
hấp phụ và trao đổi OH vào dung dịch, để tạo thành nước tinh khiết và trung tính.
-
R OH + H + Cl → R Cl + H2O
+
-
-
+
-
+
2-
-
+
2-
2R OH + H + SO4 → R2 SO4 + 2H2O
+
+
Các cột ionid có thể được lắp đặt, bố trí kiểu thông thường là cột cationid trước
cột anionid, kiểu bố trí ngược là cột anionid đặt trước. Ngoài ra còn có các kiểu bố trí
hỗn hợp, trong một cột chứa cả hai loại cationid và anionid đã được trộn đều. Tỷ lệ các
cationid và anionid tuỳ thuộc vào dung lượng trao đổi ion của hai loại để đảm bảo loại
sạch tạp ion.
Các muối carbonat và hydrocarbonat tạo thành sẽ bị phân huỷ trong môi trường
acid. Khí carbonic được loại trừ bằng cách đun sôi nước.
Khi cationit và anionit không còn khả năng trao đổi ion, người ta hoàn nguyên
chúng, bằng cách rửa nhựa cationid với dung dịch acid HCl 3 – 6% và rửa nhựa
anionid bằng NaOH 3 – 4%. Thực chất, đây là quá trình hấp phụ, trả các ionid về dạng
hoạt động, với phương trình trao đổi ion như sau:
-
-
-
-
+
+
+
+
R Na + H + Cl → R H + Na + Cl
+
+
-
-
-
+
-
+
R Cl + Na + OH → R OH + Na + Cl
Sau đó rửa các chất trao đổi ion đã tái sinh với nước cất, cho đến khi hết vết các
ion. Việc hoàn nguyên ionid, có thể thực hiện bằng cách ngâm rửa trong thùng chậu,
với dung dịch rửa (dung dịch phản hấp phụ trao đổi ion) hoặc dung dịch rửa chảy
chậm qua cột ionid.
Hỗn hợp nhựa cationid và anionid được tách riêng từng loại trong nước để đem
hoàn nguyên nhờ sự khác nhau về tỉ trọng.
Để kiểm tra chất lượng nước khử khoáng, ở đầu ống ra của nước khử khoáng
được lắp một đồng hồ điện trở. Nước khử khoáng tốt, có điện trở trên 1,4 triệu
Ohm.cm, nhỏ hơn 1 triệu Ohm.cm là nước có chất lượng kém.
Quá trình điều chế nước tinh khiết bằng chất trao đổi ion có ưu điểm là không
cần nguồn nhiệt, thuận tiện và dễ thực hiện trong các hiệu thuốc và phòng bào chế.
Nước khử khoáng có thể đạt được độ tinh khiết hoá học cao. Nhưng ngược lại, về mặt
sinh học, không thể coi là đạt yêu cầu vì các chất trao đổi ion không có khả năng hấp
phụ các chất gây sốt và các vi khuẩn. Ngoài ra, người ta còn thấy, khi bốc hơi nước
19