Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Апреля 2013 в 20:58, реферат
Дисоціація цих груп у воді або розчинах утворює іонну пару — фіксований на полімері іон і рухомий протиіон, який обмінюється на іони однойменного заряду (катіони чи аніони) із розчину. Слабко-, середньо- і сильнокислі катіоніти містять групи –СООН-РО(ОН)2 і –SO2OH відповідно на сітчастих полімерах, напр., на основі співполімерів стиролу з дивінілбензолом і продукту конденсації фенолсульфокислоти з формальдегідом.
2. Поняття демінералізованої води
ВОДА ДЕМІНЕРАЛІЗОВАНА (лат. aq
Найчастіше у фармацевтичній промисловості використовують сильнокислі сульфокатіоніти КУ-1, КУ-2 і пористий КУ-23. Катіоніти з рухомим атомом водню в Н-формі обмінюють усі катіони, які є у воді, за схемою:
2[K] SO2OH + CaСl2 =
([K]–SO2–O)2 — Ca + 2HCl,
2[K] H + Na2SO4 = 2[K] Na + H2SO,
де [K] — полімерний каркас катіоніту.
Аніоніти – сітчасті полімери, здатні до обміну аніонів у розчинах. Слабкоосновні аніоніти містять первинні, вторинні й третинні аміногрупи. Полімерами для аніонітів служать хлорметильовані полістероли і продукти конденсації поліетиленполіамідів і епіхлоргідриду. Аніоніти – це найчастіше продукти полімеризації амінів з формальдегідом, які обмінюють свої гідроксильні групи на аніони.
У фармацевтичній промисловості використовують слабкоосновні марки ЕДЕ-10П і більш широко — сильноосновні аніоніти АВ-171 і АВ-17, які обмінюють на аніони, свої рухомі гідроксильні групи (ОН-форма), що містяться у воді за схемою:
2[A] OH + H2SO4 = [А]2–SO4 + 2H2O,
[A] OH + HCl = [A] Cl + H2O,
де [A] — полімерний каркас аніоніту. Процес знесолення питної води за допомогою іонного обміну може здійснюватися в одну чи декілька стадій з використанням іонообмінних установок.
3. Одержанння демінералізованої води
В.д. можна одержати методами зворотного осмосу, ультрафільтрації, діалізу, електродіалізу та випарювання крізь мембрану шляхом розподілу крізь мембрану.
Зворотний осмос (гіперфільтрація) здійснюється шляхом переходу води з розчину крізь напівпроникну мембрану під дією зовнішнього тиску.
Надлишковий тиск сольового розчину набагато вищий за осмотичний. Рушійною силою зворотного осмосу є різниця тиску з різних боків мембрани. Для фільтрації використовують два типи мембран: пористі з розміром пор 10–4–10–3мкм (1–10А) і непористі дифузійні. Останні утворюють водневі зв’язки з молекулами води, які під дією надлишкового тиску розриваються, і молекули води дифундують у протилежному напрямку мембрани. Солі та всі інші хімічні сполуки, крім газів, не проникають крізь таку мембрану.
Ультрафільтрація — процес мембранного розділення розчинів високомолекулярних сполук під дією різниці робочого і атмосферного тисків. Електродіаліз базується на спрямованому русі іонів у поєднанні з селективною дією мембран під впливом постійного струму. З цією метою використовують як катіонітні, так і аніонітні марки мембран. При випарюванні крізь мембрану розчинник проходить крізь мембрану (із целофану, поліетилену чи ацетату целюлози) та у вигляді пару видаляється з її поверхні в потоці інертного газу або під вакуумом.
4. Установки для демінералізації води
Для знесолення (демінералізації) води використовують різні установки. Принцип їх дії ґрунтується на тому, що вода вивільняється від солей пропусканням її через іонообмінні колонки.
Основна частина таких установок – колонки заповнені катіонітними й аніонітними смолами. Активність катіонітів визначається наявність карбоксильної або сульфонової групи, яка має здатність обмінювати іони водню на іони лужних і лужно-земельних металів.
В практиці використовують катіоніт КУ-1, сульфовугілля СК-1 і аніоніт ЭДЭ-10 П. 1 кг вищезазначених кат іонітів здатний зв’язати катіони, що містяться в 70-80 л водопровідної або іншої питної води. При завантаженні в колонку 30 кг катіоніту (КУ-1 або сульфовугілля СК-1) можна його застосовувати протягом 10-15 днів і щодня отримувати 100-150 л високоякісної знесоленої води.
При завантаженні 15 кг аніоніту ЭДЭ-10 П можна безперервно обробляти воду протягом 20-25 днів, після чого регенерувати.
Установки також мають ємкості для розчинів кислоти, лугу і води очищеної, необхідні для регенерації смол. Регенерація катіонітів здійснюється кислотою (3-5% хлористоводневою або сірчаною). Регенерований катіоніт промивають очищеною (знесоленою) водою до відсутності кислої реакції.
Аніоніти відновлюють розчином лугу (2-5%). Регенерований аніоніт промивають знесоленою водою до відсутності у фільтраті лужної реакції на лакмус.
Вода спочатку пропускається через колонку з катіонітом, а потім – з аніонітом або в зворотному порядку (конвекційна система) або її пропускають через одну колонку, що містить одночасно катіоніт і аніоніт (змішана колонка).
В аптечній практиці може бути використаний демінералізатор, який містить катіонітну й аніонітну іонообмінні колонки, датчик контролю електороопору знесоленої води і систему відключення подачі водопровідної води при зниженні електроопору у знесоленій воді нижче допустимого рівня. В комплект також входить регенератор, призначений для відновлення іонообмінної ємкості смол.
Продуктивність
Одержується шляхом обезсолення водопровідної води з допомогою спеціальних іоннообмінних смол. Демінералізована вода може використовуватися для миття аптечного посуду, різноманітних упаковок. Вода демінералізована не повинна використовуватися для парентерального застосування, але може використовуватись для виготовлення всіх рідких лікарських форм, розчинів, реактивів. У випадку використання демінералізованої води для виготовлення очних ліків вона повинна бути простерилізована безпосередньо перед виготовленням ліків.
В.д. використовують для миття склодроту, ампул, допоміжних матеріалів і для одержання води очищеної та води для ін’єкцій.
Вода демінералізована (Aqua demineralisata) або знесолена за своєю якістю відповідає воді очищеній і останнім часом все частіше використовується замість неї. Причина в тому, що аквадистилятори, особливо електричні, часто виходять з ладу. Високий вміст солей у вихідній воді приводить до утворення накипу на стінках випарника, щл погіршує умови перегонки, а також якість води очищеної.