Wetenschapsforum

Mijn naam is Rolf, 43jaar.



20 jaar geleden heb ik mijn Vapro-B opleiding (= VakmanProcesOperator - B-nivo) gedaan. En hoewel ik toendertijd voor mijn theorie geslaagd ben, heb ik in mijn jeugdige 'stommiteit' mijn praktijk opleiding niet afgemaakt.



Nu 20 jaar later ben ik alsnog begonnen met het afmaken van mijn Vapro-B opleiding.



Ik moet hiervoor nog 4 taken schrijven (1 heb ik reeds af), 2 bedieningstentames afleggen en een eindgesprek voeren.



Helaas ben ik na diverse verhuizingen in die 20 jaar mijn theorieboeken verloren.



Via google heb ik al vele sites over scheikunde bezocht en langzaam begonnen de grijze hersencellen weer enigzins het licht te zien mbt scheikunde. Ook kwam kwam ik op dit forum terecht.

Voor mijn huidige taak moet ik een chemische reactie vergelijking opschrijven over een ionenwisselaar (Kation & Anion), maar ik loop steeds vast.



Even een korte uitleg:



Ons bedrijf gebruikt een Kation- & Anionwisselaar dat gebruikt maakt van NaCl. Als 1ste stap in ons waterbehandelingsproces dienen de Cadmium-ionen, Magnesium-ionen & Carbonaten te worden verwijderd.



Ik heb de reactievergelijking van enkele deze uitwisselingen gemaakt, maar ik kom niet overweg met de Carbonaten & H2O reactie:



De beide ionenwisselaars zijn gevuld met bolletjes kunsthars (= R).

R-Na2 + Ca2+ -> R-Ca + 2Na+ ( en voor de Magnesium: R-Na2 + Mg2+ -> R-Mg + 2Na+)

Deze reactie laat zien dat de Calcium-ionen (en Magnesium-ionen) zich aan de harsbolletjes binden en dat de Natriumionen vrijkomen.

Maar wat gebeurt en met het water en de carbonaten? Spelen deze helemaal geen rol in de Kationwisselaar?

Wat ik graag zou willen weten is:

Hoe ziet de reactievergelijking voor en na de Kationwisselaar eruit?

H20 + Ca2+ +Mg2+ + CO3 => H2O + 2Na+ (2Natrium-ionen uitgewisseld met de Ca2+) + 2Na+ 2Natrium-ionen uitgewisseld met de Mg2+) + H2CO3??????????????? (Mag ik ook dit schrijven:

H20 + Ca2+ +Mg2+ + CO3 => H2O + 4Na+ + H2CO3

Klopt bovenstaande vergelijking? (Naar mijn idee niet, want ik mis één "O"(H2O + CO3 => H2CO3)

Ik weet inmiddels dat het water dat de kationwisselaar verlaat is erg zuur is. Ook onstaat in een kationwisselaar koolzuur (= H2CO3)

Dit wordt in de anionwisselaar weer ontleed (mbv H- & OH- ionen) in H2O & CO2

Wat ik dus graag zou weten zijn de volgende reactievergelijkingen:

1: Voor de kationwisselaar => H2O + Mg2+ + Ca2+ + CO3

2: In de kationwisselaar => H2O + Mg2+ + Ca2+ + CO3 (gaat reageren met de NaCl) -> ?????????

3: Na de kationwisselaar (gebruikmakend van NaCl) => ?????

4: In de anionwisselaar (gebruikmakend van H- + OH-) => ????? + H2CO3

5: Na de anionwisselaar => H2O + CO2

Alvast bedankt & mvg,

Rolf

Beste Rolf,

Het is makkelijker voor ons om jouw post te lezen wanneer je gebruikt maakt van sub en superscript. Onderaan deze pagina staat op een eenvoudige manier uitgelegd hoe je dit kan gebruiken. http://www.chemieforum.nl/forum/index.php?...&CODE=01&HID=12

Ook valt het me op dat je vaak ladingen vergeet, dit is deels de oorzaak van waarom je sommige reacties niet begrijpt.

Klopt bovenstaande vergelijking? (Naar mijn idee niet, want ik mis één "O"(H2O + CO3 => H2CO3)

Ik weet inmiddels dat het water dat de kationwisselaar verlaat is erg zuur is. Ook onstaat in een kationwisselaar koolzuur (= H2CO3)

Dit wordt in de anionwisselaar weer ontleed (mbv H- & OH- ionen) in H2O & CO2

Wat jij schrijft is dit: H₂O + CO₃^2- ---> H₂CO₃

Dit klopt inderdaad niet, niet alleen kom je in het rechterlid een O tekort, er is ook een ladingsverschil tussen beide leden.

H₂CO₃ is op zich een zeer instabiele molecule en ontleed (ook zonder invloed van H⁺ en OH^-!)

Je kan het beter zien als CO₂ gas dat opgelost.

Het hele proces kan je beschrijven aan de hand van 2 reactievergelijkingen.

H₂O + CO₂ <----> H₂CO₃

en

H₂CO₃ <----> H⁺ + HCO₃^-

Aangezien H₂CO₃ toch maar enkele picoseconden kan bestaan kunnen we deze twee vergelijkingen samenvoegen we krijgen dan:

H₂O + CO₂ <----> H⁺ + HCO₃^-

Het evenwicht van deze reactie zal sterk pH afhankelijk zijn. Bij hogere pH zal het naar rechts verschuiven bij lagere pH naar links maar algemeen zal het evenwicht sterk naar links liggen. (zeer zwak zuur)

De beide ionenwisselaars zijn gevuld met bolletjes kunsthars (= R).

R-Na2 + Ca2+ -> R-Ca + 2Na+ ( en voor de Magnesium: R-Na2 + Mg2+ -> R-Mg + 2Na+)

Dit is correct, dit zijn de reacties die in de kationenwisselaar gebeuren.

Het water en het carbonaat doen niets anders dan het evenwicht dat ik je hierboven heb uitgelegd. In je hard water zijn er nog andere evenwichten, je Mg² en je Ca²⁺ kunnen met carbonaat een neerslag vormen. De alom bekende kalkaanslag, om dit net te vermijden gebruik je de ionenwisselaar want natrium kan geen neerslag vormen met carbonaat.

Waarom je het keukenzout toevoegd is eigenlijk vrij simpel.

Na een tijdje zijn alle bindingsplaatsen op je hars verzadigd met magnesium en calcium ionen waardoor er geen kationuitwisseling meer kan gebeuren. Daarom voeg je in één keer een grote overmaat aan Natrium en chloride ionen toe. Door die grote overmaat kantelen de evenwichten volledig om en komt al je calcium en magnesium in één keer vrij. Dit kalkrijk water moet je dan ook verwijderen. Wat zit er nu nog in dit restwater veel calcium en magnesium als kationen en veel Cl^- als anion. (calciumchloride en magnesiumchloride slaan veel moeilijker neer dan de respectievelijke carbonaten.

Je hars is nu terug volledig "opgeladen" met natrium en je kationenwisselaar is als nieuw.

Ik ben zeker dat je m.b.v deze uitleg nu zelf de reactievergelijkingen kan opstellen.

Succes!