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離子交換是不可逆的

發布時間:2022-03-13 12:51:38

離子交換什麽意思

離子交換法是液相中的離子和固相中離子間所進行的的一種可逆性化學反應,當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時,便會被離子交換固體吸附

離子交換法可以將水中離子態雜質(比如鹽類)清除得以較徹底,因而能製得很純的水。

至於你說的蒸餾,它是分離、純化液態混合物的一種常用的方法。也就是說蒸餾適用於液態混合物。海水裡面液態的只有水而已,所以無法用蒸餾

蒸發就好懂了,把水變成蒸汽收集,其餘的留下,也達到了淡化海水的效果

其實我們現在喝的純凈水,都是通過離子交換的方法製得的

關於蒸餾,在高一化學會有詳細講解

❷ 什麼是離子交換系統

離子交換器是利用抄陰、陽離子交換樹脂的交換吸附性能,去除水中的各種陰、陽離子,達到脫鹽的目的。離子交換器按單台設備分類有陽床、陰床、混床,在水處理應用中,以多種組合形式組成多種除鹽系統,以達到設計要求。離子交換器是制備高純水的必備設備,廣泛應用於醫葯、化工、電子、電鍍、鍋爐等領域,與反滲透、電滲析組合處理後的水質電阻率可達到1~18M .CM。電除離子系統(EDI) EDI(Electrodeionization)技術將電滲析技術和離子交換技術有機地結合在一起,可有效地去除水中微量的電解質離子雜質,連續24小時製取高品質純水,具有安裝簡單、作維護方便、無需酸鹼再生、不污染環境等優點。 工作原理EDI膜堆是由夾在兩個電極之間一定對數的單元組成。在每個單元內有兩類不同的室:待除鹽的淡水室和收集所除去雜質離子的濃水室。淡水室中用混勻的陽、陰離子交換樹脂填滿,這些樹脂位於兩個膜之間:只允許陽離子透過的陽離子交換膜及只允許陰離子透過的陰離子交換膜。
深圳深科銘環保科技有限公司為您詳解!

❸ 離子交換是什麼

離子交換法
一、前言
離子交換法(ion exchange process)是液相中的離子和固相中離子間所進行的的一種可逆性化學反應,當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時,便會被離子交換固體吸附,為維持水溶液的電中性,所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。

離子交換樹脂一般呈現多孔狀或顆粒狀,其大小約為0.1~1mm,其離子交換能力依其交換能力特徵可分:

1. 強酸型陽離子交換樹脂:主要含有強酸性的反應基如磺酸基(-SO3H),此離子交換樹脂可以交換所有的陽離子。

2. 弱酸型陽離子交換樹脂:具有較弱的反應基如羧基(-COOH基),此離子交換樹脂僅可交換弱鹼中的陽離子如Ca2+、Mg2+,對於強鹼中的離子如Ca2+、K+等無法進行交換。

3. 強鹼型陰離子交換樹脂:主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之-N+(CH3)3,在氫氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出,以進行交換,強鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除。

4. 弱鹼型陰離子交換樹脂:具有較弱的反應基如氨基,僅能去除強酸中的陰離子如SO42-,Cl-或NO3-,對於HCO3-,CO32-或SiO42-則無法去除。

不論是離子交換樹脂或是沸石,都有其一定的可交換基濃度,稱為離子交換容量(ion exchange capacity)。對陽離子交換樹脂而言,大約在200~500meq/100g。因為陽離子交換為一化學反應,故必須遵守質量平衡定律。離子交換樹脂的一般方程式可以表示如下:
全文請看:
http://www.qlhw.cn/ShiYan/UploadFiles/200501/20050106235836920.doc

離子交換的基本知識
為了除去水中離子態雜質,現在採用得最普遍的方法是離子交換。這種方法可以將水中離子態雜質清除得以較徹底,因而能製得很純的水。所以,在熱力發電廠鍋爐用水的制備工藝中,它是一個必要的步驟。

離子交換處理,必須用一種稱做離子交換劑的物質(簡稱交換劑)來進行。這種物質遇水時,可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號的離子相互交換,離子交換劑的種類很多,有天然和人造、有機和無機、陽離子型和陰離子型等之分,大概情況如表所示。此外,按結構特徵來分,還有大孔型和凝膠型等。
全文請看:
http://www.qlhw.cn/ShiYan/UploadFiles/200501/20050107000541376.doc

❹ 離子交換原理

離子交換的基本原理 離子交換的選擇性定義為離子交換劑對於某些離子顯示優先活性的性質。離子交換樹脂吸附各種離子的能力不一,有些離子易被交換樹脂吸附,但吸著後要把它置換下來就比較困難;而另一些離子很難被吸著,但被置換下來卻比較容易,這種性能稱為離子交換的選擇性。離子交換樹脂對水中不同離子的選擇性與樹脂的交聯度、交換基團、可交換離子的性質、水中離子的濃度和水的溫度等因素有關。離子交換作用即溶液中的可交換離子與交換基團上的可交換離子發生交換。一般來說,離子交換樹脂對價數較高的離子的選擇性較大。對於同價離子,則對離子半徑較小的離子的選擇性較大。在同族同價的金屬離子中,原子序數較大的離子其水合半徑較小,陽離子交換樹脂對其的選擇性較大。對於丙烯酸系弱酸性陽離子交換樹脂來說,它對一些離子的選擇性順序為:H+>Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na十。 離子交換反應是可逆反應,但是這種可逆反應並不是在均相溶液中進行的,而是在固態的樹脂和溶液的接觸界面間發生的。這種反應的可逆性使離子交換樹脂可以反復使用。以D113型離子交換樹脂制備硫酸鈣晶須為例說明: D113丙烯酸系弱酸性陽離子交換樹脂是一種大孔型離子交換樹脂,其內部的網狀結構中有無數四通八達的孔道,孔道裡面充滿了水分子,在孔道的一定部位上分布著可提供交換離子的交換基團。當硫酸鋅溶液中的Zn2+,S042-擴散到樹脂的孔道中時,由於該樹脂對Zn2+選擇性強於對Ca2+的選擇性,,所以Zn2+就與樹脂孔道中的交換基團Ca2+發生快速的交換反應,被交換下來的Ca2+遇到擴散進入孔道的S042-發生沉澱反應,生成硫酸鈣沉澱。其過程大致為:
(1)邊界水膜內的擴散 水中的Zn2+,S042-離子向樹脂顆粒表面遷移,並擴散通過樹脂表面的邊界水膜層,到達樹脂表面; (2)交聯網孔內的擴散(或稱孔道擴散) Zn2+,S042-離子進入樹脂顆粒內部的交聯網孔,並進行擴散,到達交換點;
(3)離子交換 Zn2+與樹脂基團上的可交換的Ca2+進行交換反應;
(4)交聯網孔內的擴散 被交換下來的Ca2+在樹脂內部交聯網孔中向樹脂表面擴散;部分交換下來的Ca2+在擴散過程中遇到由外部擴散進入孔徑的S042-發生沉澱反應,生成CaS04沉澱;
(5)邊界水膜內的擴散 沒有發生沉澱反應的部分Ca2+擴散通過樹脂顆粒表面的邊界水膜層,並進入水溶液中。 此外,由於離子交換以及沉澱反應的速度很快,硫酸鈣沉澱基本在樹脂的孔道里生成,因此樹脂的孔道就限制了沉澱的生長及形貌,對其具有一定的規整作用。通過調整攪拌速度、反應溫度等外界條件,可以使樹脂顆粒及其內部孔道發生相應的變化,這樣當沉澱在樹脂孔道中生成後,就得到了不同尺寸和形貌的硫酸鈣沉澱。

❺ 離子交換反應一般是可逆的的對嗎

離子交換反應是可逆的。例如,當以含有硬度的水通過H型離子交換樹脂時,其反應式為
當反應進行到失效後,為了恢復離子交換樹脂的交換能力,可以利用離子交換反應的可逆性,

用硫酸或鹽酸溶液通過此失效的離子交換樹脂,以恢復其交換能力,其反應為 2RH+Ca2+→R2Ca+2H+

當反應進行到失效後,為了恢復離子交換樹脂的交換能力,可以利用離子交換反應的可逆性,用硫酸或鹽酸溶液通過此失效均離子交換Of
B旨,以恢復其交換能力,其反應為 R2Ca+2H+→2RH+Ca2+

這兩種反應,實質上就是可逆反應式化學平衡的移動。當水中Cat十和H型離子交換樹脂多時,反應正向進行,反之,則逆向進行。

離子交換反應的可逆性,是離子交換樹脂使用失效後可以再生反復使用的重要性質。

酸、鹼性

H型陽離子交換樹脂和OH型陰離子交換樹脂的性能與電解質酸、鹼相同,在水中有電離出H十和OH一的能力。因此很據此能力的大小可以有強弱之分。

強酸性H型交換樹脂在水中電離出H十的能力較大,所以它很容易和水中其他各種陽離子進行交換反應;而弱酸性H型交換樹脂在水中電離出的H十能力較小,故當水中有一定量的H十時,就顯示不出交換反應。強鹼性和弱鹼性陰離子交換樹脂的情況與此相似。

中和與水解

離子交換樹脂的中和與水解的性能和通常的電解質一樣。H離子交換樹脂和鹼溶液會進行中和反應,如強酸性H離子交換樹脂和強鹼NaOH相遇,則中和反應進行得很完全。
因此,H型離子交換樹脂酸性的強弱,和一種化合物酸性的強弱一樣,可用測定滴定曲線的辦法求得。它的水解反應和電解質的水解反應一樣,當水解產物有弱酸或弱鹼時,水解度就較大。

所以,具有弱酸性基團和弱鹼性基團的離子交換樹脂的鹽型合易水解。

❻ 離子交換

鉬(Ⅵ)與大量鐵(Ⅲ)的0.5mol/LHCl溶液,通過陽離子交換樹脂後,可用0.04mol/L硫氰酸銨溶液淋洗鉬(Ⅵ版)。鉬(Ⅵ)與錸權的氫氧化鈉溶液通過陰離子交換樹脂後,可用1mol/L草酸鉀溶液淋洗鉬(Ⅵ),再用7mol/LHCl淋洗錸。

❼ 離子交換層析法原理是什麼

離子交換層析法 (ion exchange chromatography,簡稱IEC)是從復雜的混合物中,分離性質相似大分子的方法之一,依據的原理是物質的酸鹼性、極性,也就是所帶陰陽離子的不同。電荷不同的物質,對管柱上的離子交換劑有不同的親和力,改變沖洗液的離子強度和pH值,物質就能依次從層析柱中分離出來。
離子交換層析法大致分為5個步驟:
1. 離子擴散到樹脂表面。
2. 離子通過樹脂擴散到交換位置。
3. 在交換位置進行離子交換;被交換的分子所帶電荷愈多,它與樹脂的結合愈緊密,也就愈不容易被其它離子取代。
4. 被交換的離子擴散到樹脂表面。
5. 沖洗液通過,被交換的離子擴散到外部溶液中。
離子交換樹脂的交換反應是可逆的,遵循化學平衡的規律,定量的混合物通過管柱時,離子不斷被交換,濃度逐漸降低,幾乎全部都能被吸附在樹脂上;在沖洗的過程中,由於連續添加新的交換溶液,所以會朝正反應方向移動,因而可以把樹脂上的離子沖洗下來。
如果被純化的物質是氨基酸類的分子,則分子上的凈電荷取決於氨基酸的等電點和溶液的pH值,所以當溶液的pH 值較低,氨基酸分子帶正電荷,它將結合到強酸性的陽離子交換樹脂上;隨著通過的緩沖液pH逐漸增加,氨基酸將逐漸失去正電荷,結合力減弱,最後被洗下來。由於不同的氨基酸等電點不同,這些氨基酸將依次被洗出,最先被洗出的是酸性氨基酸,如apartic acid和glutamic acid(在約pH3~4時),隨後是中性氨基酸,如glycine和alanine。鹼性氨基酸如arginine和lysine在pH值很高的緩沖液中仍帶有正電荷,因此這些在約pH值高達10~11時才出現。

❽ 離子交換膜的原理是什麼

離子交換膜又稱離子選擇透過性膜。
按其功能和結構的不同,可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合膜5種。離子交換膜的構造和離子交換樹脂相同,但為膜的形式。
離子交換膜可製成均相膜和非均相膜兩類。採用高分子的加工成型方法製造。①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡膠、纖維素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等製成膜,然後引入單體如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等,在膜內聚合成高分子,再通過化學反應引入所需功能基。也可通過甲醛、苯酚等單體聚合製得。②非均相膜。用粒度為200~400目的離子交換樹脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合後加工成膜製得。為免失水乾燥而變脆破裂,須保存在水中。
離子交換膜主要應用於海水淡化,甘油、聚乙二醇的除鹽,放射性元素、同位素及氨基酸的分離,有機物及無機物純化,放射性廢液處理,燃料電池隔膜及選擇性電極等。

❾ 離子交換樹脂的交換原理

離子交換樹脂的內部結構,由三部分組成,分別是:

1、高分子骨。

由交聯的高分子聚合物組成;

2、離子交換基團。

它連在高分子骨架上,帶有可交換的離子(稱為反離子)的離子型官能團或帶有極性的非離子型官能團;

3、孔。

它是在干態和濕態的離子交換樹脂中都存在的高分子結構中的孔(凝膠孔)和高分子結構之間的孔(毛細孔)。

在交聯結構的高分子基體(骨架)上,以化學鍵結合著許多交換基團。這些交換基團也是由兩部分組成:固定部分和活動部分。

交換基團中的固定部分被束縛在高分子的基體上,不能自由移動,所以稱為固定離子;交換基團的活動部分則是與固定離子以離子鍵結合的符號相反的離子,稱為反離子或可交換離子。反離子在溶液中可以離解成自由移動的離子,在一定條件下,它能與符號相同的其他反離子發生交換反應。

1、離子交換的選擇性定義:

離子交換劑對於某些離子顯示優先活性的性質。離子交換樹脂吸附各種離子的能力不一,有些離子易被交換樹脂吸附,但吸著後要置換下來就比較困難;而另一些離子很難被吸著,但被置換下來卻比較容易,這種性能稱為離子交換的選擇性。離子交換樹脂對水中不同離子的選擇性與樹脂的交聯度、交換基團、可交換離子的性質、水中離子的濃度和水的溫度等因素有關。

離子交換作用即溶液中的可交換離子與交換基團上的可交換離子發生交換。一般來說,離子交換樹脂對價數較高的離子的選擇性較大。對於同價離子,則對離子半徑較小的離子的選擇性較大。在同族同價的金屬離子中,原子序數較大的離子其水合半徑較小,陽離子交換樹脂對其的選擇性較大。對於強酸性陽離子交換樹脂來說,它對一些離子的選擇性順序為:Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。離子交換反應是可逆反應,但是這種可逆反應並不是在均相溶液中進行的,而是在固態的樹脂和溶液的接觸界面間發生的。這種反應的可逆性使離子交換樹脂可以反復使用。

2、以001×7強酸陽離子交換樹脂為例說明:

001×7強酸陽離子交換樹脂是一種凝膠型離子交換樹脂,其內部的網狀結構中有無數四通八達的孔道,孔道裡面充滿了水分子,在孔道的一定部位上分布著可提供交換離子的交換基團。當原水當中的Ca2+,Mg2+等陽離子-擴散到樹脂的孔道中時,由於該樹脂對Ca2+,Mg2+等陽離子選擇性強於對H+的選擇性,所以H+就與進入樹脂孔道中的Ca2+,Mg2+等陽離子發生快速的交換反應,Ca2+,Mg2+等陽離子被固定到樹脂交換基團上面,被交換下來的H+向樹脂的孔道中-擴散,最終擴散到水中。

(1)邊界水膜內的擴散

水中的Ca2+,Mg2+等陽離子向樹脂顆粒表面遷移,並擴散通過樹脂表面的邊界水膜層,到達樹脂表面;

(2)交聯網孔內的擴散(或稱孔道擴散)

Ca2+,Mg2+等陽離子進入樹脂顆粒內部的交聯網孔,並進行擴散,到達交換點;

(03)離子交換

Ca2+,Mg2+等陽離子與樹脂基團上的可交換的H+進行交換反應;

(4)交聯網孔內的擴散

被交換下來的H+在樹脂內部交聯網孔中向樹脂表面擴散。

(5)邊界水膜內的擴散

最終擴散到水中。

鑒於離子交換樹脂反應的可逆性,反應後的樹脂通過處理,重新轉化為原來的離子交換樹脂,這樣又可以進入下一循環,其循環次數視所用樹脂類型不同而定。

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