Техника - молодёжи 1950-02, страница 28
Инженер Д. КАТРЕН КО ВОДА И ИОНЫ В старинных романах, повестях и рас-сказах из морской жизни Нередко рисовались картины мучительных страданий людей от жажды. Вокруг океан воды, а люди, потерпевшие кораблекрушение, умирают от отсутствия пресной азоды. Все это в прошлом. Теперь открыты вещества, легко превращающие морскую воду в питьевую. Стоит только процедить через фильтр, сделанный из этих вещес-fc, соленую воду, как растворенные соли задерживаются и освобожденная от них вода становится годной для питья. Эти чудесные вещества называются иониты. Как известно, в растворе молекулы распадаются на отдельные атомы или группы атомов и превращаются в ионы, несущие электрический заряд. Чтобы различать ионы, условились называть катионами ионы, несущие положительный заряд, и анионами — ионы, несущие отрицательный заряд электричества. «Ион» — слово греческое. В переводе оно означает идущий. И действительно, в растворе ионы движутся непрерывно. И IB одиночку и группами они блуждают в разных направлениях, а столкнувшись, расходятся в стороны. Идет своеобразная беспорядочная «пляска» ионов в воде. Но раз ионы несут электрические заряды, следовательно, ими можно управлять, их можно сортировать, и с этим легко справляются иониты, которые свое название получили от ионов, •поскольку частицы ионитов также заряжены Раз ионы и иониты несут заряды, то, фильтруя через иониты "морскую воду, можно легко освободить ее от растворенных солей и получить вполне годную для питья воду, то-есть сделать то, что до сих пор с помощью фильтров сделать было совершенно невозможно. С помощью ионитов можно получать также и химически чистую воду. В природе химически чистой воды, то-'есть воды, содержащей только молекулы НгО, нет. Соприкасаясь с породами, вода растворяет какую-то их часть. Значит, все природные воды, по существу, представляют собой растворы различных веществ. Самая чистая природная вода дождевая. Однако и она содержит растворенные газы: кислород, углекислоту и азот. Дождевая вода невкусна, так как в ней нет растворенных солей, придающих вкус. Но зато она очень хороша при стирке белья и мытье. Она легко образует мыльную пену. Ключевая и речная вода, в отлйчие от дождевой, содержит ряд солей, попавших в «ее при растворении почвы и горных пород. Поэтому мыло дает « ней меньше пены, чем в дождевой. Жесткость воде придают растворенные в ней соли металлов; кальция и магния. Гис. В. САГОЛЬЯНИНОВЛ Морская вода —самая жесткая из всех природных вод. В ней количество растворенных солей металлов натрия, магния, кальция и др. доходит до 3,6%. Поэтому в морской воде мыло почти не образует пены. Подсчитано, что при стирке белья в жесткой воде расходуется на каждый литр воды лишних 4 г мыла по сравнению со стиркой в мягкой воде. Стирка в жесткой воде не только требует больше мыла, «о и уменьшает носкость белья. Опытами установлено, что льняная и хлопчатобумажная ткань после 50 стирок в мягкой воде имеет прочность в 3 раза большую, чем та же ткань, стиранная такое же количество раз в жесткой воде. Проще и лучше всего «умягчают» воду иониты П0ННТ01ШЕ ФИЛЬТРЫ Внешне иониты —это твердые, темные или светлые, зерна величиной в 1—3 мм. Есть иониты природные, добываемые из земли, и есть искусственные, приготовляемые на химических заводах. Природные иониты химически менее устойчивы, чем искусственные. Они не могут работать о кислотах и при повышенной температуре. Получаемые же на заводах искусственные иониты не растворяются ни в кислотах, ни в щелочах; через них можно фильтровать даже горячие растворы, имеющие температуру около 1006. К природным ионитам относятся: пер-мутиты, глауконит и другие минералы. По химическому составу природные иониты представляют собой очень сложные химические соединения, содержащие окислы кремния, алюминия, железа, натрия, калия и др. Искусственные иониты — это синтетические смолы, получаемые из различных химических веществ: фенола, меламина, гуаиидина, формальдегида и др. Их производство почти такое же, как и производство смол, из которых делают пластмассы. Искусственных ионитов -существует несколько десятков марок, отличающихся друг от друга различными способами приготовления, исходными материалами, физико-химическими свойствами и способностью улавливать ионы. В отличие от механических фильтров, очищающих жидкость только от песка, грязи, стружек и других нерастворимых примесей, яонитовые фильтры очищают жидкость от растворенных в ней «веществ, то-эсть от того, от чего не в состоянии освободить жидкость даже самые плотные механические фильтры. Иониты — это не механические, а химические фильтры. Раствор, профильтрованный через иониты, имеет уже химический состав, отличный от того, каким он был до фильтрования. В этом секрет чудодейственности ионитов. Они взаимодействуют с ионами, растворенными в жидкости веществ. Все иониты делятся на два основных типа, различающихся между собой их отношением <к нонам, плавающим в растворах. Одни иониты взаимодействуют с ионами, заряженными положительным электричеством (катионами), их называют катионитами. Другие иониты взаимодействуют с ионами, заряженными отрицательным электричеством (анионами), их называют анионитами. Катиониты обменивают свои катионы «а катионы, находящиеся в растворах. Аниониты также обменивают свои анионы на анноны, находящиеся в растворах. Если, например, «з раствора надо уда- Вот как умягчают воду с помощью ионитов. Предположим, что жесткая вода содержит только ионы кальция и хлора (см. в кружке слева), от которых нужно освободиться Пропускаем эту воду через катионитовый фильтр. Ионы кальция выбивают из мицелл катионита ионы водорода и становятся на их место. В результате вода, пройдя фильтр, уже не содержит кальция (см. в кружке справа). 26 |
