㈠ 吸附法和離子交換法
以各類陰、陽離子交換樹脂為固定相的離子交換法,以萃淋樹脂為固定專相的萃淋法,以螯合樹屬脂、螯合纖維、活性炭、聚氨酯泡沫塑料、巰基棉及黃原脂棉等固定相的螯合-吸附法以廣泛用於貴金屬的分離與富集。
在HCl介質中,貴金屬氯配陰離子與陰離子交換樹脂相互作用的強度決定於配陰離子的電荷數,其中雙電荷的[PtCl4]2-、[PdCl4]2-、[PtCl6]2-、[IrCl6]2-、[RuCl6]2-、[OsCl6]2-牢固地吸附於樹脂上,而三電荷的[IrCl6]3-、[RhCl6]3-、[RuCl6]3-僅有很弱的親和力。銠、釕的配合物。由於其配合物在溶液中電荷的可變性,因此它們的吸附強度也隨其電荷數而變化。在實際應用中應考慮這一特性。
㈡ 請問離子交換的作用是什麼啊
您問的太籠統了啊。
(1)按骨架材料分類
按合成離子交換樹脂骨架材料的不同,離子交換樹脂可分為苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、環氧系等。
(2)按交換基團的性質分類
根據交換基團的性質不同,離子交換樹脂可分為兩大類:凡與溶液中陽離子進行交換反應的樹脂,稱為陽離子交換樹脂,陽離子交換樹脂可電離的反離子是氫離子及金屬離子;凡與溶液中的陰離子進行交換反應的樹脂,稱為陰離子交換樹脂,陰離子交換樹脂可電離的反離子是氫氧根離子和酸根離子。
離子交換樹脂同低分子酸鹼一樣,根據它們的電離度不同又可將陽離子交換樹脂分為強酸性陽樹脂和弱酸性陽樹脂;可將陰離子交換樹脂分為強鹼性陰樹脂和弱鹼性陰樹脂。表1中歸納了離子交換樹脂的類別。
表1 離子交換樹脂的類別
樹脂名稱
交換基團
酸鹼性
化學式
名稱
陽離子交換樹脂
—SO3-H+
磺酸基
強酸性
—COO-H+
羧酸基
弱酸性
陰離子交換樹脂
—N+OH-
季銨基
強鹼性
—NH+OH-
—NH2+OH-
—NH3+OH-
叔胺基
仲胺基
伯胺基
弱鹼性
此外,還可以根據交換基團中反離子的不同,將離子交換樹脂冠以相應的名稱,例如:氫型陽樹脂、鈉型陽樹脂、氫氧型陰樹脂、氯型陰樹脂等。離子交換樹脂由鈉型轉變為氫型或由氯型轉變為氫氧型稱為樹脂的轉型。
(3)按離子交換樹脂的微孔型態分類
由於製造工藝的不同,離子交換樹脂內部形成不同的孔型結構。常見的產品有凝膠型樹脂和大孔型樹脂。
a)凝膠型樹脂。這種樹脂是均相高分子凝膠結構,所以統稱凝膠型離子交換樹脂。在它所形成的球體內部,由單體聚合成的鏈狀大分子在交聯劑的鏈接下,組成了空間結構。這種結構像排布錯亂的蜂巢,存在著縱橫交錯的「巷道」,離子交換基團就分布在巷道的各個部位。由巷道所構成的空隙,並非我們想像的毛細孔,而是化學結構中的空隙,所以稱為化學孔或凝膠孔。其孔徑的大小與樹脂的交聯度和膨脹程度有關,交聯度越大,孔徑就越小。當樹脂處於水合狀態時,水分子鏈舒伸,鏈間距離增大,凝膠孔就擴大;樹脂乾燥失水時,凝膠孔就縮小。反離子的性質、溶液的濃度及pH值的變化都會引起凝膠孔徑的改變。
凝膠孔的特點是孔徑極小,平均孔徑約1~2nm,而且大小不一,形狀不規則。它只能通過直徑很小的離子,直徑較大的分子通過時,則容易堵塞孔道而影響樹脂的交換能力。凝膠型樹脂的缺點是抗氧化性和機械強度較差,特別是陰樹脂易受有機物的污染。
b)大孔型樹脂。這種樹脂在製造過程中,由於加入了致孔劑,因而形成大量的毛細孔道,所以稱為大孔樹脂。在大孔樹脂的球體中,高分子的凝膠骨架被毛細孔道分割成非均相凝膠結構,它同時存在著凝膠孔和毛細孔。其中毛細孔的體積一般為0.5mL(孔)/g(樹脂)左右,孔徑在20~200nm以上,比表面積從幾m2/g到幾百m2/g。由於這樣的結構,大孔型樹脂可以使直徑較大的分子通行無阻,所以用它去除水中高分子有機物具有良好的效果。
大孔型樹脂由於孔隙占據一定的空間,骨架的實體部分就相對減少,離子交換基團含量也相應減少,所以交換能力比凝膠型樹脂低。大孔型樹脂的吸附能力強,與交換的離子結合較牢固,不容易充分恢復其交換能力。但大孔樹脂的抗氧化性能比較好,因為它的交聯度較大,大分子不易降解。再者,大孔樹脂具有較好的抗有機物污染性能,因為被樹脂截留的有機物,易於在再生操作中,從樹脂的孔眼中清除出去。
離子交換原理
應用離子交換樹脂進行水處理時,離子交換樹脂可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號電荷的離子相互交換而達到凈化水的目的。
如H型陽離子交換樹脂遇到含有Ca2+、Na+的水時,發生如下反應:
2RH + Ca2+ R2Ca + 2H+
RH + Na+ RNa + H+
當OH型陰離子交換樹脂遇到含有Cl-、SO42-的水時,其反應為:
ROH + Cl- RCl + OH-
2ROH + SO42- R2SO4 +2OH-
反應的結果是水中的雜質離子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分別被吸著在樹脂上,樹脂由H型和OH型變為Ca型、Na型和Cl型SO4型,而樹脂上的H+、OH-則進入水中,相互結合成為水,從而除去水中的雜質離子,製得純水。
H+ + OH- H2O
離子交換樹脂的離子與水中的離子之間所以能進行交換,是在於離子交換樹脂有可交換的活動離子。而且因為離子交換樹脂是多孔的,即在樹脂顆粒中存在著許多水能滲入其內的微小網孔,這樣使樹脂和水有很大的接觸面,不僅能在樹脂顆粒的外表面進行交換,而且在與水接觸的網孔內也可以進行這一交換。
如前所述,合成的離子交換樹脂是一種帶有交聯劑的高分子化合物,有許多水能滲入的網孔,交換劑的內部是一個立體的網狀結構作為骨架,這些網組成了無數的四通八達的孔隙,孔隙裡面充滿了水。在孔隙的一定部位上有一個可以自由活動的交換離子。當離子交換樹脂和水溶液接觸時,水溶液即通過這些網狀結構的孔滲入其內,離子交換樹脂進行離解,結果是一定數量的離子(H型離子交換樹脂為氫離子,OH型離子交換樹脂為氫氧根離子)進入圍繞離子交換樹脂顆粒四周的水溶液中,形成離子霧。
離子交換樹脂與水溶液中離子的交換過程,實際上就是離子霧中的離子與水溶液中的離子的相互交換過程,其機理可以用雙電層理論進行解釋。
這種理論是將離子交換樹脂看作具有膠體型結構的物質,即在離子交換樹脂的高分子表面上有和膠體表面相似的雙電層。也就是說,在離子交換樹脂的高分子表面有兩層離子,緊挨著高分子表面的一層離子(如強酸性陽樹脂中的—SO3-),稱為內層離子,在其外面的是一層符號相反的離子層(如強酸性陽樹脂中的H+)。和內層離子符號相同的離子稱為同離子,符號相反的稱為反離子。
根據膠體結構的概念,雙電層中的離子按其活動性的大小,可劃分為吸附層和擴散層。那些活動性較差,緊緊地被吸附在高分子表面的離子層,稱為吸附層,它包括內層離子和部分反離子;在吸附層外側,那些活動性較大,向溶液中逐漸擴散的離子,稱為擴散層。
內層離子依靠化學鍵結合在高分子的骨架上,吸附層中的反離子依靠異電荷的吸引力被固定著。而在擴散層中的反離子,由於受到異電荷的吸引力較小,熱運動比較顯著,所以這些反離子有向水溶液中漸漸擴散的現象。
當離子交換樹脂遇到含有電解質的水溶液時,電解質對其雙電層有以下的作用:
(1)交換作用
擴散層中的離子與膠核距離大,受膠核電荷吸引力小,在溶液中活動較自由,離子交換作用主要是由擴散層中的反離子和溶液中其它離子互換位置所致。
在H型陽離子交換樹脂與溶液中Na+的交換中,樹脂內部網孔間的水中有很多從樹脂上離解下來的H+,形成了很大的H+濃度,但在流動的水中H+濃度卻很小;相反在流動的水中,Na+濃度很大,而樹脂內部網孔水溶液中原來沒有Na+。濃度大的地方的離子要向濃度小的地方運動,這就是擴散。所以水溶液中的Na+要擴散到樹脂顆粒內部去,而H+要從樹脂顆粒內部擴散到水溶液中去。這就是離子交換的過程。
上述的交換過程並不局限於擴散層。溶液中也有一些反離子先交換至擴散層,然後再與吸附層中的反離子互換位置;吸附層中的反離子,也會先與擴散層的反離子互換位置後,再完成上述的交換過程。
(2)壓縮作用
當水溶液中鹽類濃度增大時,可以使擴散層受到壓縮,從而使原來處於擴散層中的部分反離子變成吸附層中的反離子,以及使擴散層的活動范圍變小。這使擴散層中的反離子活性減弱,不利於進行離子交換。這也可以說明為什麼當再生溶液的濃度太大時,不僅不能提高再生效果,有時反使效果降低。
上述將離子交換樹脂看作具有膠體型結構的物質,用擴散理論對其交換過程進行解釋,適合與水處理工藝的離子交換過程。但關於離子交換過程的機理,有多種說法,現尚還不能統一。
㈢ 交換吸附的作用原理
簡單的說句是陰陽離子的結合,因此植物吸收礦物質元素都是以離子的形式吸收:
陰————陽
㈣ 表面絡合吸附和離子交換吸附哪個能力大
表面吸附作用指的是在固體表面有吸附水中溶解及膠體物質的能力,比表面積很大的活性炭等具有很高的吸附能力,可用作吸附劑。吸附可分為物理吸附和化學吸附。如果吸附劑與被吸附物質之間是通過分子間引力(即范德華力)而產生吸附,稱為物理吸附;如果吸附劑與被吸附物質之間產生化學作用,生成化學鍵引起吸附,稱為化學吸附。離子交換實際上也是一種吸附。物理吸附和化學吸附並非不相容的,而且隨著條件的變化可以相伴發生,但在一個系統中,可能某一種吸附是主要的。
㈤ 離子交換吸附為什麼與呼吸作用有關
用來進行離子交換的兩種離子分別是H+和HCO3-,而這兩種離子的產生與呼吸作用內密不可分H+是通過通過呼容吸作用耗能經由離子泵蛋白到細胞外,而HCO3-是需要CO2的,CO2是呼吸作用的產物。大致情況是這樣,如果想進一步了解,可以到圖書館查閱《植物生理學》那本書,書上寫得更詳細。
同時提前祝你春節快樂!
㈥ 根部離子交換吸附原理
根系吸收礦質的過程
1.離子被吸附在根系細胞表面
Ø根部細胞呼吸作用放出CO2和H2O。CO2溶於水生成H2CO3, H2CO3能解離出H+和HCO3-離子,這些離子同土壤溶液和土壤膠粒上吸附的離子交換,如K+、Cl-、NCO3-等進行交換,使土壤中的離子被吸附到根表面。
Ø離子交換按「同荷等價」的原理進行,即陽離子只同陽離子交換,陰離子只能同陰離子交換,而且價數必須相等。
Ø根系還可分泌出一些檸檬酸、蘋果酸等有機酸來溶解一些難溶性鹽類,並進一步加以吸收。岩石縫中生長的樹木、岩石表面的地衣等植物就是通過這種方式來獲取礦質營養的。
http://jpkc.yzu.e.cn/course/zhwshl/nljx/sfja/sfjafile/chap3-2.files/frame.htm#slide0100.htm
㈦ 什麼是土壤離子吸附與交換作用
植物在生活狀態下抄,根細胞呼吸作用釋放大量二氧化碳,這些二氧化碳溶於土壤溶液生成的碳酸,可以離解成氫離子和碳酸氫根離子,並吸附在根細胞的表面.在土壤溶液中也含有一些陽離子和陰離子.根部細胞表面吸附的陽離子、陰離子與土壤溶液中陽離子、陰離子發生交換的過程就叫交換吸附.離子交換後,鹽類離子吸附在根細胞的表面,為根系進一步吸收離子做了准備.而根系附近土壤溶液中的陽離子和陰離子,又會從較遠處得到進一步的補充.交換吸附不需要消耗代謝能量,與溫度無關,發生的速度也很快.是屬於非代謝性的.農業生產上及時中耕,防止土壤板結,其作用之一就是促進根系的呼吸,以大量產生可供交換的氫離子和碳酸氫根離子.
離子交換
藉助於固體離子交換劑中的離子與稀溶液中的離子進行交換,以達到提取或去除溶液中某些離子的目的,是一種屬於傳質分離過程的單元操作.離子交換是可逆的等當量交換反應.
㈧ 離子交換吸附是屬於物理吸附還是化學吸附
我們大學里學的是rna除硬度是物理的的交換,RH是除鹼度的是化學吸附,有問題可以再問,謝謝採納。
㈨ 物理化學判斷題:電位離子吸附和離子交換吸附都是有選擇性的。
如果是離子的話,應該算是化學裡面的氧化還原反應。或者說是置換反應。在高中的化學課本中,有大量的這類實驗,比如通電在電解液中,得到某種單質,或者直接進行置換得到單質。
㈩ 什麼是表面吸附作用,離子交換吸附作用和專屬吸附作用
表面吸附作用來指的是在固體源表面有吸附水中溶解及膠體物質的能力,比表面積很大的活性炭等具有很高的吸附能力,可用作吸附劑。吸附可分為物理吸附和化學吸附。如果吸附劑與被吸附物質之間是通過分子間引力(即范德華力)而產生吸附,稱為物理吸附;如果吸附劑與被吸附物質之間產生化學作用,生成化學鍵引起吸附,稱為化學吸附。離子交換實際上也是一種吸附。物理吸附和化學吸附並非不相容的,而且隨著條件的變化可以相伴發生,但在一個系統中,可能某一種吸附是主要的。