【سؤال يومي】مبادئ الهندسة الكيميائية 354: طبقة عمل الراتنج (5 أبريل)
Thread Content
يُطلق قسم نظريات الهندسة الكيميائية اعتبارًا من اليوم فعالية «سؤال يومي» لمساعدة الجميع على تعزيز المعرفة الأساسية في مجال الهندسة الكيميائية، وسيتم لاحقًا إطلاق سلسلة «مبادئ الهندسة الكيميائية»، وسلسلة «عمليات نقل المواد والفصل»، وسلسلة «الديناميكا الحرارية في الهندسة الكيميائية»، وسلسلة «عمليات الهندسة الكيميائية» وغيرها، نأمل من الجميع تقديم دعمهم الكامل~ نتمنى للجميع عيد ميلاد سعيد~~ يمكن مشاهدة الإجابات مباشرة عبر الرد على فعالية «سؤال يومي»، وسيتم إغلاق هذا الموضوع بعد يوم واحد! ؟ لتشجيع الجميع على المشاركة المستمرة هذا العام! مع المشاركة تحصل على 3 مكافآت من الثروة، وإذا أجبت بشكل صحيح تحصل إضافيًا على 4 مكافآت من الثروة~~~ سؤال بسيط: ما هو طبقة عمل راتنج تبادل الأيونات؟ الجواب: عندما يمر الماء عبر طبقة الراتنج، فإنه بسبب قيود سرعة تبادل الأيونات، يجب أن يمر الماء عبر طبقة معينة من السمك قبل أن ينخفض مستوى الأيونات فيه إلى المستوى المطلوب، وذلك خلال هذه العملية. تنتشر الأيونات في الماء باستمرار إلى داخل جزيئات الراتنج، وعادةً ما يُطلق على هذه الطبقة من الراتنج اسم الطبقة العاملة.
عند مرور الماء عبر طبقة الراتنج، وبسبب قيود سرعة تبادل الأيونات، يجب أن يمر الماء عبر طبقة معينة من الارتفاع حتى ينخفض تركيز الأيونات في الماء إلى المستوى المطلوب. خلال هذه العملية، تنتشر الجزيئات الكبيرة في الماء إلى داخل جزيئات الراتنج، وغالبًا ما يُطلق على هذه الطبقة اسم “الطبقة العاملة”.
عندما يمر الماء عبر طبقة الراتنج، فإنه بسبب قيود سرعة تبادل الأيونات، يجب أن يمر الماء عبر طبقة معينة من السمك قبل أن ينخفض تركيز الأيونات فيه إلى المستوى المطلوب، وذلك خلال هذه العملية. تنتشر الأيونات في الماء باستمرار إلى داخل جزيئات الراتنج، وعادةً ما يُطلق على هذه الطبقة من الراتنج اسم الطبقة العاملة.
راتنج تبادل الأيونات هو مركب بوليمري غير قابل للذوبان، يحتوي على مجموعات وظيفية (مجموعات نشطة يمكنها تبادل الأيونات)، وله بنية شبكية. عادةً ما تكون جسيمات كروية. طبقة العمل لديها هي طبقة التبادل، وهي المكان الذي يحدث فيه تبادل الأيونات!
هذا الطبقة هي المنطقة داخل طبقة الراتنج بأكملها التي يحدث فيها تبادل الأيونات
ما معنى طبقة عمل راتنج تبادل الأيونات؟ الراتنجات المستخدمة في تبادل الأيونات هي مركبات بوليمرية ذات بنية شبكية تحتوي على مجموعات وظيفية. وتتكون هذه الراتنجات من هيكل شبكي ثلاثي الأبعاد غير قابل للذوبان، بالإضافة إلى مجموعات وظيفية مرتبطة بهذا الهيكل، وأيونات قابلة للتبادل مرتبطة بهذه المجموعات الوظيفية ولها شحنات معاكسة.
طبقة العمل الراتنجية هي الجزء من الراتنج الموجود في طبقة الراتنج حيث تحدث عمليات مثل تبادل الأيونات والامتصاص.
طبقة التبادل الأيوني في راتنج التبادل: هي الطبقة داخل راتنج التبادل التي يحدث فيها تبادل الأيونات. في هذه الطبقة، يوجد خليط من راتنج تبادل أيونات الكالسيوم وراتنج تبادل أيونات الصوديوم؛ حيث يكون راتنج تبادل أيونات الكالسيوم أكثر في الجزء العلوي، بينما يكون راتنج تبادل أيونات الصوديوم أكثر في الجزء السفلي. عندما يمر الماء عبر هذه الطبقة، يحدث تبادل بين أيونات Ca2+ وNa+ الموجودة في الماء، مما يؤدي إلى انخفاض تركيز أيونات Ca2+ في الماء من تركيزها الأصلي إلى صفر. وارتفاع هذه الطبقة يساوي عرض منطقة التبادل.
في الجزء الأوسط من برج معالجة الراتنج، حيث يحدث تبادل بين الراتنج والأيونات الموجودة في الماء، أي أن المجموعات القابلة للتفكك الموجودة على سطح الراتنج تتبادل مع الأيونات الموجودة في المحلول. وترتبط الأيونات الموجودة في المحلول بالمجموعات ذات الشحنة المعاكسة على سطح الراتنج، فتبقى على الراتنج، بينما تنطلق الأيونات التي تفككت من الراتنج إلى المحلول. هذا الجزء من الراتنج يُسمى طبقة العمل، أو طبقة التبادل.
يمكن إجراء تبادل الأيونات عن طريق الحسابات المتعلقة بارتفاع الهيكل الشجري المُعاد تشكيله
إنها عملية تقليدية لمعالجة المياه، تتم من خلال استخدام راتنجات التبادل الأيوني السالب والموجب لاستبدال الأيونات المختلفة في المياه