Springen naar inhoud

[scheikunde] Ionenuitwisselaar (kationuitwisselaar)


  • Log in om te kunnen reageren

#1

mirlipili

    mirlipili


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 augustus 2009 - 09:36

Hallo,

Als er iemand van jullie me even zou kunnen helpen met het volgende verslag, dan help ik jullie met een 'verse' opgestuurde belgische trippel! =p

Het gaat over het volgende;

Ik moet dus de capaciteit en de efficiŽntie van bakeliet en van een zeoliet ( meerbepaald clinoptiloliet-K, mag ook gewoon clinoptiloliet zijn) vergelijken. Ook moet ik van bakeliet de regeneratie uitvoeren. Aangezien ik niet de beste chemicus richt ik mij tot jullie, aanegzien 'het net' me in de steek liet...

Met deze vraag ik jullie dus wat men met capaciteit ( is dat CEC? )en efficientie bedoelt + hoe bereken je deze en wat de reactie is bij regeneratie van bakeliet en clinoptiloliet-K?!

Nogmaals als er enige hulp zou kunnen komen voor 1 van deze drie vragen zou die persoon, kunnen verder gaan met het gevoel van ' Ik heb iemand mooi blij gemaakt!' =p

Alvast bedankt voor welk antwoord dan ook( best ter zake).

PS: Vragen zijn welkom over de nodige precisies.

PS: Als er regels zijn overtreden bij het maken van die topic , mijn excuses. Ik heb geen tijd gehad om de regels even te overlopen van dit forum.

TwaNks

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

ajonker

    ajonker


  • >250 berichten
  • 306 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 augustus 2009 - 11:54

De CEC staat voor "cation exchange capacity", aangezien je ook "anion exchange capacity" ofwel AEC hebt!

In het algemeen spreek je over IEC, dat is de meer universele benaming die staat voor "ion exchange capacity",

aan de hand van de eenheid waarin deze is uitegdrukt kun je dan afleiden of je te maken hebt met CEC (uitgedrukt in mmol OH- per gram) of
AEC (uitgedrukt in mmol H+ per gram)!

De regeneratie voer je uit m.b.v. NaOH (bij CEC) of HCl (bij AEC)

De algemene reacties bij ion exchange zijn:

R-X + OH- ==> R-OH + X- (CEC)
R-X + H+ ==> R-H + X+ (AEC)

De efficiŽntie hangt af van de capaciteit van de gebruikte hars, als deze capaciteit beperkt is, zul je vaak moeten regenereren voordat de vervuiling verwijderd is!

Zoals je begrijpt is hieraan ook een kostenplaatje verbonden, waardoor een bedrijf eerder een hars met een grotere capaciteit zal gebruiken dan een kleinere,
tenzij de kosten door regeneratie (arbeidstijd en -kosten=0 bij regeneratie overnacht) veel lager zijn dan de aanschaf van de hars met een grotere capaciteit!

#3

mirlipili

    mirlipili


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 augustus 2009 - 14:09

Zalige info,

Maar kzal even precieser gaan want ik geraak zelfs ni verder met wat ik ervan heb gevonde en jullie hulp:

De oorspronkelijke bakeliet wordt aangemaakt door combinatie van fenol(0,5 mol) en formaldehyde (0,8 mol) in NaOH ( 5mL (2M)) aanwezigheid.

Vervolging , om bakeliet degelijk te ioniseren => sulfonering met 200mL H2SO4 (geconcentreerd 15M?!)

Wat betreft de regeneratie wordt deze met HCl(2M) gedaan ( hoeveelheid HCl = dubbele van het gekregen harsvollume)

Wat is de capaciteit van de uitwisselaar?

Wat is zijn efficientie?

Aangezien deze labogegevens zijn vraag ik me echter af of dit allemaal dus wel degelijk zo uit te rekenen valt!?

#4

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 augustus 2009 - 14:46

De capaciteit kun je denk ik bepalen als mol vrije groepen per gram hars ofzo. Als je dus precies de molariteit kent van je zoutzuur voor en na het regenereren, kun je uitrekenen hoeveel mol zuur het hars heeft opgenomen. Ik weet alleen niet of dat met capaciteit bedoeld wordt.

#5

ajonker

    ajonker


  • >250 berichten
  • 306 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 augustus 2009 - 13:43

De capaciteit kun je bepalen door te weten hoeveel mol uitgangsstoffen je hebt gebruikt ("bakeliet wordt aangemaakt door combinatie van fenol(0,5 mol) en formaldehyde (0,8 mol)") alleen weet ik niet of dit een 1 op 1 reactie is!

Verder heb je voor de bepaling van de capaciteit het aantal mol functionele groepen nodig ("sulfonering met 200mL geconc. H2SO4" (=10M, niet 15M!!) in verhouding tot de hoeveelheid verkregen hars (zie hierboven). Dit is een 1 op 1 reactie!

Voor de bepaling van de efficiŽntie van de hars: Deze bepaal je aan de hand van het gebruikte volume en de molariteit van je zoutzuur die nodig is om de hars te regenereren ten op zichte van de theoretische capaciteit (zie hierboven)

Veel succes!

#6

mirlipili

    mirlipili


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 augustus 2009 - 15:02

bedankt dit helpt me zeker verder!

Wat bedoel je met 1 op 1 reactie ?

#7

ajonker

    ajonker


  • >250 berichten
  • 306 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 augustus 2009 - 09:48

Met een 1 op 1 reactie bedoel ik, dat 1 mol H+ (afkomstig van bv. je regeneratiemiddel HCl) een uitwisselingsreactie zal aangaan met 1 mol functionele groep (van je hars) zoals in de reactievergelijking hieronder is weergegeven:

R-X + H+ ==> R-H + X+ (AEC)

Dit heb je nodig, want elk type hars heeft een ander moleculair gewicht (molgewicht, uitgedrukt in gram per mol) aan functionele groep!

Bijvoorbeeld: R-SO3H (zoals jouw hars is) heeft een functionele groep met als molgewicht 81 (S = 32; O = 16; H=1 ==> 32+(3x16)+1 =81), maar er zijn ook andere functionele groepen bij ionenwisselaars, die elk hun eigen moleculair gewicht hebben! Hier moet je wel rekening mee houden!

Groetjes

Alex

#8

mirlipili

    mirlipili


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 augustus 2009 - 15:43

Stochiometrie ligt ver ...

Dus als ik het goed voor heb voor de capaciteit :

Fenol : 0,5 mol x 94,112 g/mol = 47,0556 g
Formaldehyde (methanal): 0,8 mol x 30,026 g/mol = 24,0208 g
NaOH: 0,005L x 2mol/l => 0,01 mol x 98,078g/mol = 0,98078 g


Tot : 72,05718 g ( Als dit een 1 op 1 reactie is)

H2SO4 => 0,2l x 10 mol/l = 2mol

Vervolgens => (0,5+0,8+0,01) mol = +-1,31 mol

Dus de capaciteit wordt dus :

#Mol R-SO3-#Mol C13H10(OH)2 / (Volume hars)

Vervolgens => ben ik mijn kluts kwijt...

Wat ik uitkwam voor de formule van mijn hars( niet gegenereerd) is C13H10(OH)2 => 350 g/mol

Kan dit wel ?

Wat bekom je als je dit dan regenereerd, als formule ?

#9

mirlipili

    mirlipili


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 augustus 2009 - 10:23

En is het zeker dat je bij een CEC met OH- werkt aangezien OH- toch geen kation is maar een anion ?!

#10

ajonker

    ajonker


  • >250 berichten
  • 306 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 augustus 2009 - 11:11

De reactie van fenol en formaldehyde tot bakeliet staat op het internet:
opgezocht op http://nl.wikipedia....iet_Reactie.png
Hieruit blijkt dat je voor 1 mol bakeliet nodig hebt 2 mol fenol en 1 mol formaldehyde (dus geen 1 op 1 reactie, maar een 2 op 1 reactie)!

Je schreef:
"De oorspronkelijke bakeliet wordt aangemaakt door combinatie van fenol(0,5 mol) en formaldehyde (0,8 mol) in NaOH ( 5mL (2M)) aanwezigheid."

Op basis van bovenstaande gegevens, kun je dus maximaal 0,25 mol bakeliet gevormd krijgen! Bakeliet heeft als bruto molecuulformule C13H10(OH)2 met een molmassa van 200.23

Verder, 1 mol bakeliet heeft 2 functionele groepen (OH) afkomstig van de uitgangsstof fenol! Dit betekent, dat na sulfonering met 200 ml 10M H2SO4 (dat is geconcentreerd zwavelzuur!), er ook 2 sulfonzuurgroepen per mol bakeliet zijn! Die heb je nodig voor de berekening van de theoretische capaciteit. Denk erom, dat de molmassa van de gesulfoneerde bakeliet hoger is, namelijk 328.36!!

Je theoretische capaciteit is 2 mol sulfonzuur per mol bakeliet!
Je praktische capaciteit kun je berekenen door je verbruik (kan ik nergens vinden in je gegevens) aan regeneratiemiddel 2M HCl per gram bakeliet!

Voor vergelijking met de theoretische capaciteit moet je de praktische capaciteit omzetten naar mol sulfonzuur per mol bakeliet! Zo kun je de efficiŽntie berekenen!

Veel succes

Alex

#11

mirlipili

    mirlipili


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 augustus 2009 - 11:55

Zalig bedankt, ajonker, voor de hulp!

Nu kan ik zeker verder en als ik nog wat in de knoei zit weet ik zeker welk forum geraadpleegd zal worden.

Grtz

#12

ajonker

    ajonker


  • >250 berichten
  • 306 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 24 augustus 2009 - 14:33

Hoi mirlipili,

hoop dat het verslag is gevorderd en wat betreft "een 'verse' opgestuurde belgische trippel!" laat die maar zitten, want ik krijg al genoeg pure ethanol (alcohol) op het lab binnen! :eusa_sick:

Groetjes

Alex [|:-)]

#13

mirlipili

    mirlipili


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 augustus 2009 - 22:49

Wel dus als ik het goed voor heb bekom ik hetvolgende :

ps: Het zwavelzuur was dus 18M

Theoretische capaciteit : 2mol sulfonzuur / per gram bakeliet

dus met andere woorden 2 mol / 328.36gram = 0,0061mol / per gram bakeliet

Praktische capaciteit :

ps: Met een volume aan HCl van 200ml, wetende dat er 100ml bakeliet aanwezig was

0,2l x 2 mol/l = 0,4mol HCl

0,25 mol x 328.36 gram/mol = 82,09 gram

Vervolgens is dus de praktische capaciteit 0,4mol / 82,09 => 0,0049 mol / per gram bakeliet


Of in mol per mol bakeliet uitgedrukt => T.C. : 2mol / per mol bakeliet
P.C. : 0,4mol / per 0,25 mol bakeliet

Klopt dit wel ?

En wat de efficientie betreft is dat dan 0,0049 / 0,0061 = 0,80 => 80%

Kan dit wel ?

Mvg en nog bedankt vr de hulp!

Veranderd door mirlipili, 26 augustus 2009 - 23:02


#14

mirlipili

    mirlipili


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 augustus 2009 - 22:51

En goed begrepen vr de tripel ;) , toch erg bedankt vr de hulp! En hopelijk weet ik u op een of andere manier terug te helpen ooit...

#15

ajonker

    ajonker


  • >250 berichten
  • 306 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 augustus 2009 - 11:23

Volgens mij heb je het goed! :D

Groetjes

Alex [|:-)]





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures