Экология и производственная безопасность

276 как в основе диализа лежат диффузион- ные процессы, то диализ протекает очень медленно. Поэтому для много- кратного ускорения процесса диализ проводят в электрическом поле, т.е. элек- тродиализ. Простейшая конструкция элект- родиализатора представляет собой ап- парат (емкость), разделенный верти- кально расположенными селективными мембранами на три камеры (отсека) (рис. 1). Рис. 1. Схемы электродиализаторов с пористыми диафрагмами ( а ) и с ионитовыми мембранами ( б ) В среднюю камеру заливают очи- щаемую воду, в боковых проточных ка- мерах расположены электроды, погру- женные в чистую воду. Анионы в по- стоянном электрическом поле перено- сятся в анодное пространство, на ано- де выделяется кислород и образуется кислота. Параллельно катионы перено- сятся к катоду, на котором выделяется водород и в катодном пространстве образуется щелочь. По мере протека- ния процесса концентрация солей в средней камере уменьшается практи- чески до нуля, а в камеру за счет диф- фузии поступают из крайних камер ионы Н + и ОН - , образуя воду. Особенно эффективен процесс электродиализа при использовании ионитовых мембран, изготовленных из ионообменных материалов (ионитов). Иониты (ионообменные сорбенты, ионообменники) – вещества, способные к ионному обмену в растворах электро- литов. Состоят из каркаса (матрицы), не- сущего положительный или отрицатель- ный заряд, и подвижных противоионов, которые компенсируют своими заряда- ми заряд каркаса и обмениваются на противоионы электролита. По знаку за- ряда обменивающихся ионов иониты де- лятся на катиониты, аниониты и амфо- литы, по химической природе каркаса – на органические, неорганические и ми- нерально-органические. Органические и неорганические иониты могут быть при- родными (целлюлоза, цеолиты, древеси- на и др.) и синтетическими (силикагель, сульфоуголь и наиболее важные – ионо- обменные смолы). Ионообменные смолы (ионооб- менные полимеры) – сшитые полимеры, способные к электролитической диссо- циации. Каркас ионообменных смол – сетчатый полимер, в котором закрепле- ны ионогенные группы (СООН, NН 3 , SО 3 Н и др.), несущие электрозаряды, уравновешенные подвижными ионами противоположного знака (противоиона- Эле-Эле Н + Н 2 – + Н + ОН - ОН - + – Н 2 О 2 О 2 SО 4 SО 4 SО 2 Na + Na + Na + 2- 2- H 2 SО 4 H 2 SО 4 NaSО 4 NaОH Na 2 SО 4 NaОH