Wymienniki anionów sa w moznosci po¬ chlaniac aniony z roztworów i zamieniac je na inne aniony, np. na jony hydroksylowe, zawarte w wymienniku, przy czym jony wodorowe kwasu tworza wode z tymi jona¬ mi hydroksylowymi, dzieki czemu kwasne ciecze sa uwalniane od swych kwasów. Ze równiez mozliwa jest wymiana anionów miedzy innymi anionami, zawartymi w roz¬ tworze wzglednie w wymienniku anionów, nip. miedzy Ct i SOJ', nalezy wspomniec o tym tylko ze wzgledu na ogólny obraz.Takie wymienniki anionów sa znane.W szczególnosci technicznie wartosciowe sa 2 grupy wymienników anionów, które badz przedstawiaja soba produkty konden¬ sacji amin aromatycznych przez dzialanie czynników utlenia)jacych, jak np. emeraldy- ny i substancji jej pokrewnych, badz zosta¬ ly uzyskane w (postaci produktów zywicz¬ nych przez kondensacje amin aromatycz¬ nych z aldehydami, przy czym w zakresie mozliwosci uzyskano równiez polepszenie zdolnosci do wymiany anionów przez wpro¬ wadzenie grup silnie zasadowych.Wszystkie te wymienniki anionów, nie tylko wspomniane wyzej, nie posiadaja wy¬ lacznej zdolnosci do pochlaniania anionów, lecz — chociaz w podrzednym stopniu — takze zdolnosc do pochlaniania kationów.Ta ostatnio przytoczona wlasciwosc ujaw¬ nia sie szczególnie wówczas, gdy wymienni¬ ki anionów, wyczerpane poprzednio, zosta-ly zregenerowane srodkami zasadowymi, jak np. soda, dwuweglanem, amoniakiem, wodorotlenkiem potasowcowym lub po¬ dobna substancja. Tazdolnosc pochlaniania kationów, nip. jonów sodu, wyróznia sie tym, ze proces wymiany zregenerowanych wymienników anionów, który ma spowodo¬ wac usuniecie substancji zasadowych, za¬ stosowanych db regeneracji, i soli wytwo¬ rzonych, wymaga bardzo dlugiego czasu i bardzo duzo wody do plukania, poniewaz nastepuje wymiana lub ustalenie równowa* gi kationów i lug do przemywania wykazu¬ je w ciagu dluzszego czasu jeszcze reakcje zasadowa, ujawniajaca sie wzwiekszeniusie zawartosci soli w odplywajaceij wodzie. Tak wiec, po regeneracji przy pomocy roztworu sody lub dwuweglanu sodu i wymyciu glów¬ nej czesci srodka regeneracyjnego, zastoso¬ wanego w nadmiarze, i soli, utworzonej przy regeneracji, jeszcze w ciagu dluzsze¬ go czasu otrzymywane wieksze ilosci wody stosowanej do przemywania zawieraja jesz¬ cze dajace sie wykazac i zbadac ilosci sub¬ stancji zasadowych, które mozna miarecz¬ kowac kwasem solnym przy zastosowaniu oranzu metylowego jako wskaznika. Sole te zwiekszaja oczywiscie zawartosc soli w wodzie i wskutek tego sa niepozadane.Okazalo sie, ze przebieg wymywania po regeneracji srodkami zasadowymi mozna skrócic znacznie, a zatem zmniejszyc ilosci wody do przemywania, gdy wymywanie wymiennika anionów bedzie uskutecznialo sie Woda, wykazujaca tak duze stezenie jonów wodorowych, iz szybko zostana od¬ czepione kationy zwiazane lub pochlonie¬ te, jednak nie na tyle duze, aby byly po¬ chloniete aniony z substancji wymienniko¬ wej. Mozna stosowac stezenie jonów wodo¬ rowych od okolo 10"3'5 do okolo 107, zwla¬ szcza od 10'4 do 10*6. Uzyskuje sie takie korzystne stezenie, np. jezeli stosuje sie wode zawieraljaca woliny kwas weglowy.Na ogól wymienniki anionów nie pochla¬ niaja anionu kwasu weglowego, badz tez tak nieznacznie, iz praktycznie biorac nie wchodzi to w rachube; z drugiej jednak strony kwas weglowy jest zdolny do szyb¬ kiego i calkowitego wyzwalania kationów, jak np. sodu. mocno zwiazanych przez wy¬ miennik anionów. Sposób mozna przepro¬ wadzac rozmaicie. Na przyklad, do wody do przemywania mozna dodawac dwutlen¬ ku weglla lub gazu zawierajacego ten gaz, np. gazów spalinowych. Gdy sie ma do roz¬ porzadzenia wode, która posiada twardosc weglanowa, przez traktowanie jej kwasa¬ mi mozna przeksztalcic weglany w wolny kwas weglowy i w sole, odpowiadajace tym kwasom. To przeksztalcanie weglanów w wolny kwas weglowy mozna uskuteczniac z korzyscia równiez w ten sposób, ze wode przepuszcza sie ' przez wymiennik wodoru, który rozklada jedynie weglany i Utrzymu¬ je kationy weglanów, podczas gdy skladni¬ ki wody, nadajace twardosc i zwiazane z kwasami silnymi, nie sa zatrzymywane Jrzez filtr lub tez sa przeksztalcane w nim na sole sodowe przez odpowiednie trakto¬ wanie wymienników przy regeneracji. W ten sposób otrzymuje sie wode, która nie wykazuje na ogól juz twardosci lub tylko w zupelnie malym stopniu, podczas gdy za¬ miast weglanów powstaje wolny kwas we¬ glowy, który wspólnie z wolnym kwasem weglowym, istniejacym juz jako taki w wo¬ dzie, stosuje sie jako wode do przemywania, ewentualnie po dodaniu dwutlenku wegla, w celu spowodowania szybkiego wymywania zwiazanych kationów. Nalezy zreszta wspo¬ mniec, ze wymienniki anionów chociaz w podrzednym stopniu dzialaja jako wymien¬ niki kationów, a zatem zatrzymuja kationy, o ile je napotykaja. Nie mozna twierdzic, aby takie wiazanie kationów nie moglo byc czesto adsorpcyjne, lecz mimo to kationy, zatrzymane przez wymienniki anionów, powoduja uzycie duzych ilosci wody do przemywania, co zostaje usuniete wedlug wynalazku.Przy przeprowadzaniu sposobu istnieje - 2 -równiez mozliwosc ponownego wzbogacania w kwas weglowy wzglednie zobojetniania kwasami wody do przemywania, która prze¬ szla przez wymienniki anionów, i ponowne¬ go przepuszczania tej wody przez wymien¬ niki anionów. Przy tym wykonywaniu spo¬ sobu nalezy jednak zwrócic uwage na to, alby zawartosc soli w wodzie do przemy¬ wania, zwlaszcza weglanu zasadowego,, nie byla zbyt duza, a to w tym celu, aby nie spowodowac reakcji wstecznej, w tym przypadku, jak juz powiedziano wyzej, mozna zobojetniac kwasami. We wszyst¬ kich przypadkach ze wzgledu na silniejsze dzialanie kwasu weglowego jest rzecza ko¬ rzystna stosowac wode wolna od wlasciwo¬ sci buforowych, nie zawierajaca weglanów badz wcale, badz bardzo malo, gdyz we¬ glany szkodza przy uwadnianiu dwutlenku wegla i dysodjaoji kwasu weglowego. Ilosc wody do przemywania, potrzebna do sto¬ sowania sposobu wedlug wynalazku, wyno¬ si nieznaczna czesc ilosci wody, która nie zawiera wolnego kwasu weglowego, jezeli wiec nallezy zastosowac równiez i te ilosc wody, wówczas mozna te ilosc wprowadzic ponownie do wymiennika wodorowego.Jezeliby do wymywania zastosowalo sie wode uwolniona od swych kationów za po¬ moca wymiennika wodoru, a wiec wode za¬ wierajaca zamiast weglanów wolny kwas weglowy lacznie z wolnym kwasem weglo¬ wym, istniejacym juz w wodzie, wówczas zachodziloby wymywanie wolnego kwasu weglowego; jednoczesnie jednak przez wy- wymienniki anionów bylyby pochlaniane in¬ ne aniony, jak Cl' i SO^", przy czym odply¬ wajaca woda nie odpowiadalaby wymaga¬ niom wskutek braku kationów wzglednie braku lub niedoboru soli. Dzieki temu po¬ chlanianiu innych anionów w czasie proce¬ su wymywania sprawnosc masy filtrowej w dostarczaniu wody rzeczywiscie wolnej od soli wzglednie wystarczajaco biednej w sól zostalje obnizona o ilosc wody do przemy¬ wania. To samo dotyczy równiez sprawno¬ sci filtru zawierajacego wymiennik katio¬ nów.Pojemnosc filtru, który zostal napelnio¬ ny wymiennikami anionów, wynosila np. 1,5 m3 berlinskiej wody wodociagowej, któ- ra przy pomocy wymiennika wodoru zosta¬ la uwolniona od zawartosfci kationów. Do wymycia zregenerowanego wymiennika anionów zuzyto 150 litrów lub wiecej wody wolnej od kationów, co stanowilo 10% lub wiecej calkowitej sprawnosci calego filtru.Przy uzyciu wód, biednych w weglany, zwlaszcza weglany, które wykazuja jedno¬ czesnie równiez bardzo malo wolnego kwa¬ su weglowego, wzrasta znacznie ilosc wody do przemywania, tak iz ilosc ta moze osiag¬ nac wartosc podwójna lub jeszcze wieksza niz podwójna. Przy wymywaniu woda we¬ dlug wynalazku zuzywa sie te sama ilosc wody, gdyz woda zawiera te sama ilosc wolnego kwasu wegllowego, co woda uwol¬ niona od swych kationów i zastosowana wy¬ zej do wymywania. Korzysc polega na tym, ze sprawnosc wymiennika jonów w zadnym razie nie zostaje pogorszona, gdyz woda ta¬ ka nie zawiera innych anionów pochlania¬ nych przez wymiennik. Sprawnosc filtru zwieksza sie wiec o przytoczona wyzej ilosc wody do przemywania. Jezeli zastosuje sie wode, która zawiera jeszcze wiecej wolne¬ go kwasu wegllowego, np. podwójna lub po¬ trójna ilosc, wówczas ilosc wody do prze¬ mywania zmniejsza sie do polowy. Dzieki dalszemu wzbogaceniu kwasem weglowym mozna uzyskac dalsze zmniejszenie sie ilo¬ sci wody do przemywania.Zamias^ wody zawierajacej wolny kwas weglowy mozna stosowac w mysl wynalaz¬ ku równiez inne roztwory, które wykazuja korzystne stezenie jonów wodorowych, jak np. rozcienczone roztwory slabych kwasów organicznych, jak np. kwasu octowego, lub roztwory buforowe, np. octanu sodu i kwa¬ su octowego, albo tez kwasu mlekowego i mleczanu sodu.Zaleta wolnego kwasu weglowego pole- - 3 —ga na tym, ze nie jest konieczne wymywa¬ nie go ze wzgledu na jego lotnosc, tak iz na ogól pracuje sie z wolnym kwasem we¬ glowym i tylko w szczególnych przypad¬ kach wchodzi w rachube stosowanie innych odpowiednich roztworów. Jednak zalezy to równiez od przebiegu oczyszczania wody.Zreszta zalety opisanego wyzej sposobu mozna wyzyskiwac równiez wówczas, gdy odkwaszana wode — nawet wtedy, gdy za¬ wiera ona juz wolny kwas weglowy — za¬ prawi sie dalszymi ilosciami dwutlenku we¬ gla. Dzieki temu skrócony zostaje proces wymywania, poniewaz podczac tego proce¬ su przez wymiennik sa pochlaniane w ma¬ lych ilosciach aniony, jak np. Cl' i S0±".Zasadniczo trzeba jednak ijeszcze raz za¬ znaczyc, ze przede wszystkim do wymywa¬ nia nalezy stosowac tylko te roztwory, któ¬ rych aniony kwasowe nie sa pochlaniane przez wymiennik anionów wcale lub tylko w nieszkodliwych ilosciach, a wiec aniony kwasowe nie powinny tworzyc z wymien¬ nikiem anionów zadnych soli, ewentualnie wytworzone sole musza ulegac szybkiej i mozliwie calkowitej hydrolizie.Przyklad I. Berlinska woda wodociago¬ wa potrzebuje na 100 cm3 srednio 3 cm3 0,1 n HCl parzy stosowaniu oranzu metylo¬ wego jako wskaznika, a zatem zawiera okraglo 8,4° twardosci weglanowej obok okolo 12 mg wolnego C02. Wartosc pH wy¬ nosi okolo 7,6.Aby wode *te uczynic przydatna jako wode do przemywania w mysli wynalazku, na 1 m3 dodaje sie do niej srednio 2,17 li¬ tra kwasu silnego, zawierajacego 5 g HCl w 100 cm3. Ta woda do przemywania jest wolna w danym przypadku od weglanów oraz obok soli obojetnych zawiera tylko wolny kwas weglowy.Te sama ilosc kwasu solnego mozna rów¬ niez wprowadzac do wymiennika kationów odpornego na dzialanie kwasów, a miano¬ wicie Wprowadza sie te ilosc kwasu przy regeneracji wymiennika tak, zeby na kaz¬ dy metr szescienny wody przechodzacy przez filtr przypadala ilosc kwasu taka, jak podano powyzej w ustepie poprzednim. Je¬ zeli ilosc wymiennika kationów jest obli¬ czona tak, ze moze on odtwardzac 100 m* wody podanego powyzej skladu, to wpro¬ wadza sie don 1,085 kg HCl w postaci np. roztworu 5%-owego. Woda opuszczajaca nastepnie filtr jest prawie wolna od wegla¬ nów i zawiera zamiast weglanu odpowied¬ nia ilosc wolnego kwasu weglowego, pod¬ czas gdy zasady uprzednio zwiazane z kwa¬ sem weglowym pozostaja zatrzymane w fil¬ trze przez wymiennik.Przyklad II. Jezeli jako wode do prze¬ mywania zastosuje sie wode obrobiona cal¬ kowicie pnzy pomocy wymiennika wodoru, biorac jednoczesnie pod uwage, ze aniony silnych kwasów przy przebiegu wymywania zostaly juz pochloniete przez wymiennik anionów, wówczas jest rzecza korzystna wode te wzbogacac jeszcze dalej w dwutle¬ nek wegla nawet wtedy, gdy woda, opusz¬ czajaca filtr wymiennika wodoru, zawiera wolny kwas weglowy. Pnzez to ilosc wody do przemywania, a zatem równiez nieko¬ rzystne samo przez sie obciazenie wymien¬ nika anionów podczas przebiegu wymywa¬ nia anionami silnych kwasów zostaje po¬ waznie zmniejszone. W przypadku wody, która obok 3° twardosci weglanowej zawie¬ ra tylko malo wolnego kwasu weglowego, dodawano np. taka ilosc dwutlenku wegla, aby w litrze bylo zawartych 60 mg wolne¬ go kwasu weglowego. Dzieki temu ilosc wo¬ dy do przemywania, która uprzednio sta¬ nowila okolo 15% calkowitej pojemnosci filtru, udalo sie zmniejszyc do okolo 1% lub jeszcze bardziej.Przyklad III. Do wody, która zostala uzyta jako woda dk przemywania i która wskutek pochloniecia kationów potrzebo¬ wala srednio 0,1 cm3 kwasu solnego na 100 cm3, dodano na 1 m3 okolo 720 cm3 kwasu solnego, zawierajacego 5 g HCl w 100 cm3. Kwasem solnym zobojetnione zo- — 4 —staja utworzone weglany, po czym woda moze byc ponownie stosowana do przemy¬ wania jako pelnowartosciowa- Równiez i tu zamiast dodatku kwasu mozna zastosowac filtr zawierajacy wymiennik zasad, który zostal zregenerowany odpowiednia iloscia kwasu w celu pochloniecia kationów, zwia¬ zanych z kwasem weglowym, i wydziele¬ nia CO .Widac wiec, ze zakwaszanie za pomo¬ ca wymiennika zasad zawierajacego jony wodorowe ma te zalete, ze nie wzrasta wca¬ le Hulb wzrasta tylko nieznacznie zawartosc soili obojetnych w wodzie. Równiez i tu mo¬ zna w taJkiz sposób, jak wyzej, dodawac dalsze ilosci dwutlenku wegla, ewentualnie ponad ilosc, stracona przy procesie wymy¬ wania wskutek jego ulatniania sie. Wystar¬ cza równiez, zwlaszcza gdy ilosc kationów, pochlonieta przy procesie wymywania, nie jest zbyt duza, dodac dwutlenku wegla je¬ dynie w stopniu wystarczajacym do wzno¬ wienia dzialania wymywajacego i dlopiero przy dalszym wzbogacaniu w kwas weglo¬ wy uskuteczniac zakwaszanie roztworu. PL