海水淡化離子交換

?

1985年1月16日，《人民日報》報道了我國第一個海水淡化工程——西沙海水淡化站在西沙群島永興島建成投產的消息。這個工程是利用我國自行設計製造的海水淡化裝置安裝的，日產淡化水兩百噸。那麼，你知道海水是如何淡化成可以飲用的淡水的嗎？

人類的生存離不開水，地球上雖然有大量的水，可惜能為人類所利用的淡水卻少得可憐。當人類為缺水感到困惑時，毫無疑問會將目光投向總量遠比淡水多得多的海水。海水中含有3.5%的鹽類化合物，如何低成本地把這些化合物從水中除去，一直是化學家孜孜以求的目標。目前，常用的海水淡化方法有以下幾種。

蒸餾法。將海水加熱，使其中的水變成蒸汽，再讓蒸汽冷凝下來。由於海水中所溶的鹽類不會隨著蒸汽出來，因此得到的水就是幾近純水的蒸餾水。然而，無論是加熱還是冷凝，都需耗費能源。每蒸發1克水就需要2.3千焦的能量。所以這種方法救急可以，卻不是一個長久之計。

離子交換法。溶解在水中的鹽分，都是以陽離子和陰離子的形式存在。如果有一種東西可以把這些離子移走，那麼水也就得到純化了。離子交換樹脂就具有這樣的能力。離子交換樹脂是一種具有網狀結構的不溶於水的高分子材料。它猶如一棵大樹，上面有很多樹枝，每個樹枝上都有一個口袋。當海水通過的時候，陽離子會把陽離子交換樹脂「口袋」中的氫離子交換出來，陰離子會把陰離子交換樹脂「口袋」里的氫氧根離子交換出來，而氫離子和氫氧根離子相遇就變成了水。不過，離子交換樹脂在使用了一段時間後會達到飽和狀態，怎樣使離子交換樹脂可以持續使用呢？由於離子交換是可逆的，因此可以分別用酸和鹼進行反交換來更新，這樣就能使離子交換樹脂可以反復使用了。但離子交換法處理能力有限，並需要大量的酸和鹼來使樹脂「再生」，如果大量用於海水淡化，成本太高，因此目前這種技術主要應用在水的進一步純化方面。

反滲透法。滲透是大自然中一個非常普遍的自然現象。例如，植物就是靠根部的滲透來吸取水分的，滲透平衡對人的生命活動也極為重要。滲透是依靠一種稱為半透膜的材料來實現的。半透膜可以讓水自由通過，而水中的其他化學物質是通不過的。如果半透膜的左邊是純水，右邊是溶液的話，從純水這邊通過半透膜的水就會比溶液右邊通過半透膜的水多得多。這是因為，純水上方的飽和蒸汽壓比溶液上方的飽和蒸汽壓大。當純水和溶液上方均處於1.01×105帕（1?個標准大氣壓）的壓力下，驅動水分子運動的動力決定於飽和蒸汽壓。於是，純水這邊液面下降，溶液那邊液面上升，到一定的液位差就達到平衡，這就是滲透現象。植物根部的表皮就是這樣一種半透膜。

如果在溶液上方加壓，使溶液上方的總壓大於純水上方的大氣壓，情況就會發生逆轉。此時驅動水分子通過半透膜的動力就決定於兩邊的壓力差。壓力差大，溶液中就會有更多的水通過半透膜流向純水。

用反滲透法將海水製成淡水的方法又稱為「膜技術」。它的關鍵在於半透膜。這層膜要有一定的強度，因為首先處理過程是要加壓的；其次它必須具有百分之百的選擇性，只能讓水通過，而任何其他化學物質是不能通過的；最後它還應該有較大的通過量，以加快制備過程。目前半透膜所存在的問題是成本高、壽命短。處理的溶液濃度愈高，膜的壽命愈短。如果這兩個問題能解決的話，膜技術將會成為海水淡化最有前途的一種方法。

Ⅱ 海水淡化的原理

原理是離子交換。不是滲透壓！
呵呵，那個膜不是你想像的像子。一般是管狀的，能值幾十萬到百萬，凈化過程，就是先把海水過濾，之後，通過半透膜。即完成淡化！

沒有人會把沒有過濾，凈化的海水直接過半透膜的。不然。幾十萬一下子就蒸發了！

Ⅲ 海水淡化離子交換法原理謝謝

就是海水中的陰陽離子與樹脂中的氫離子或氫氧根離子發生交換了。

Ⅳ 電解海水（NaCl）利用離子交換膜進行海水淡化的方法的原理是什麼

首先，電解海水目的是為了製取燒鹼
和氯氣
那麼在陰極區存在大量OH-
所以要將Na+交換到OH-富集的區域內以便提純
陽極區Cl-變成Cl2跑出去必要補充CL-以便繼續電解成為Cl2

Ⅳ 離子交換法淡化海水屬於化學變化還是物理變化

使用離子交換樹脂與水中的離子進行交換，如離子交換樹脂可以除去鈣離子和鎂離子得到軟水，離子交換樹脂發生的反應為：Ca2++2NaR=CaR2+2Na+、Mg2++2NaR=MgR2+2Na+，屬於化學變化，高中化學。

Ⅵ 海水淡化的方法有哪些

海水淡化的方法：蒸發法是海水淡化最簡單的方法，就是將海水加熱蒸發，再將水蒸氣冷卻，提取淡水。太陽能蒸餾淡化裝置就是使用這種方法。

太陽能蒸餾淡化裝置，像一座座矮小的房子，屋頂用玻璃或透明塑料板組成，可以使陽光透過，照射在海水上。海水變熱蒸發，水蒸氣上升後，碰到玻璃會凝結成水滴，收集到兩旁的淡水槽中。

蒸發法還有許多種，目前世界90%的海水淡化裝置是由多級閃急蒸發法生產的。閃急蒸發法是給加熱了的海水施加高壓，然後突然降壓，使水在瞬間蒸發的方法。所謂多級就是把許多蒸餾器串聯起來，讓壓力下降幾次使水蒸發。

離子交換樹脂，我們對它已不太陌生，它就是科學家手中的一根魔杖，用它放在海水中，它可以像海綿吸水那樣，吸附出海水中的鹽分，使海水變成淡水。

用離子交換樹脂使海水淡化的方法叫離子交換法，這種方法適應於海洋上的遇難人員應急之用。

海水淡化還有一種方法是電滲析法，就是在海水淡化裝置中插入兩根電極，在兩極之間放入一種特種薄膜。這樣就把海水淡化裝置隔成三室，一個叫陽極室，一個叫陰極室，一個叫中間室。當接通電源後，奇跡就會發生，海水中的鹽分會向兩個電極「靠」去，使得兩個極室的海水愈來愈濃，而中間室的海水逐漸被淡化。這種方法適用於中小型淡化廠，我國西沙永興島上的海水淡化站，是目前世界上最大的電滲析淡化裝置，每天生產淡水20多噸。

在自然界有這樣一種膜，它只能透過水分子，不能透過其他物質，科學家把這種膜叫做半透膜。動植物的細胞膜都是半透膜，如干大豆放在水中浸泡後會膨脹，就是因為水通過細胞向乾果內部滲透的結果。

利用半透膜可以淡化海水，這種方法叫反滲透法。用人造半透膜把水和海水分開。海水是鹽水溶液，水分子會透過膜滲透到海水中，使海水稀釋，並且產生一種壓力，叫滲透壓。然後，向海水加一個壓力，大於滲透壓，這時，海水中的水分子就會被擠出海水，透過半透膜，到純水這邊來。

反滲透法脫鹽效率高。近年來，各國都在研究、推廣應用，是一種前途誘人的方法。在1978年到1982年期間，世界已建成21家日產300噸以上的反滲透海水淡化廠。

向海洋要水，一些國家生發奇想，把漂浮在南太平洋的南極冰山，用船拖來，讓它融化掉，供人類利用。一座小冰山可供幾十萬人的城市用一年，初步試施，已取得成功。

有了海水淡化技術，海洋就成了人類取之不盡、用之不竭的淡水庫。

Ⅶ 海水淡化方法中的:電滲析法及離子交換法的流程

電滲析法：水中的離子在直流電場的作用下，可通過半透膜。最初的惰性半透膜電滲析法，主要用於溶膠的提純，電流效率很低。到了20世紀50年代初，由於選擇性離子交換膜向世，才能夠用電滲析法淡化海水或苦鹹水。脫鹽用的選擇性離子交換膜有兩種：①陽膜，只允許陽離子透過的陽離子交換膜；②陰膜，只允許陰離子透過的陰離子交換膜。使陰膜和陽膜交替排列，中間襯以隔板（其中有水流通道），夾緊之後，在兩端加上電極,就成電滲析脫鹽裝置。 電滲析法原理圖 點擊此處查看全部新聞圖片 當海水流經電滲器時，在直流電場的作用下，陰離子透過陰膜向陽極方向遷移，途中被陽膜擋住去路，被水流沖洗而出；陽離子透過陽膜向陰極方向遷移，途中被陰膜擋住，也被水流沖出。透過陽膜或陰膜的水為淡水。結果，從大約一半的夾層流出的水為淡水，從另一半流出的則為濃縮的海水。 電滲析脫鹽所用的半透膜，除要求電阻低、透過的選擇性高、交換容量大和水的電滲小之外，還要求有一定的機械強度、尺寸不變和化學穩定性高等。 在電滲析脫鹽過程中，反離子（電荷與膜內交換基團相反的離子）在膜內的遷移速度比在溶液里大，致使淡化夾層的內膜半身，溶液界面上的離子濃度低於主體溶液濃度而形成濃度差。當電流升至某值時，擴散遷移的離子不足以補充界面上離子的缺額，而使界面濃度趨近於零，這時的電流稱為極限電流。如再增加電流，就會迫使界面上的水分子解離,由解離出的H和OH來承擔超過極限值那部分電流的輸送。這種現象稱為極化現象。這不僅使電流白白消耗在無助於脫鹽的 H和OH的遷移上，而且會引起溶液的pH值發生變化，使鈣鹽鎂鹽之類的離子濃度的乘積超過溶度積，而在濃縮海水夾層的陰膜和陽膜的表面沉澱，阻塞水流通道，甚至被迫停機拆洗。防止極化沉澱的根本措施，是設法增加夾層溶液的攪拌作用和布水的均勻性，並把操作電流控制在極限電流之下。此外，定期倒換電極的極性，在濃縮海水夾層中加酸和進行不拆裝的化學清洗等，均能延長運轉周期。

Ⅷ 海水淡化中的電滲析法和離子交換法具體如何理解請詳細解釋

離子交換法制淡水是將海水中所有離子全部吸附在離子交換樹脂上，也就是說離內子交換樹脂將容海水中的「離子」幾乎全部「截流」了；而電滲析法是利用電場的作用，強行將離子向電極處吸引，致使電極中間部位的離子濃度大為下降，從而製得淡水的。
一般情況下水中離子都可以自由通過交換膜，除非人工合成的大分子離子。
電滲析與電解不同之處在於：電滲析的電壓雖高，電流並不大，維持不了連續的氧化還原反應所需；電解卻正好相反。

Ⅸ 海水淡化的方法有多種，如蒸餾法、電滲析法等．電滲析法是一種利用離子交換膜進行離子交換的方法，其原理

A、陰離子交來換膜只允許陰離源子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過，隔膜B和陰極相連，陰極是陽離子放電，所以隔膜B是陽離子交換膜，故A錯誤；
B、電解過程中陽離子移向陰極，故B錯誤；
C、a電極和電源正極相連是電解池的陽極，溶液中氯離子先放電，電極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故C錯誤；
D、b電極氫離子放電生成氫氣，電極附近氫氧根離子濃度增大，結合鎂離子生成白色沉澱，故D正確；
故選D．

Ⅹ 海水的一種淡化方法是使海水（含鈉離子、鎂離子、氯離子、硫酸根等）依次通過兩種離子交換樹脂A、B（如圖

A．陽制離子交換樹脂是陽離子與氫離子的交換，發生2HR+Mg²⁺═MgR₂+2H⁺，故A正確；
B．陰離子交換樹脂是陰離子與氫氧根離子的交換，發生ROH+Cl^-═RCl+OH^-，故B正確；
C．A為氫型離子交換樹脂（HR），可除去含鈉離子、鎂離子，B為羥型離子交換樹脂（ROH），可除去氯離子、硫酸根等，以達到淡化海水的目的，故C正確；
D．若使海水先通過ROH樹脂，溶液中會有較多的OH^-，這樣使海水中的Mg²⁺轉化為Mg（OH）₂沉澱，造成堵塞而使海水淡化失敗．所以A為氫型離子交換樹脂（HR），B為羥型離子交換樹脂（ROH），故D正確．
故選D．