A. 1mol電子溶液有多少離子通過離子交換膜
兩種離子。
1、電子式:Ca2+C≡C2中間的「≡」代表三對共用電子對離子化合物,有陰陽離子構。
2、也就是Ca2+和C≡C2兩種離子1molCaC2有多少個離子等於:1molCa2+1molC≡C2-=2mol。以上就是1mol電子溶液有多少離子通過離子交換膜的公式。
B. 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。
C. 離子交換膜離子轉移計算
因為鈉離子帶正復電,一個鈉離子帶制一個單位的正電荷,電子帶負電,一個電子帶一個單位的負電荷.
所以,0.1mol鈉離子通過交換膜相當與0.1mol電子反方向通過交換膜.
所以,0.1mol鈉離子通過交換膜,說明有0.1mol電子轉移.
希望對你有所幫助.
D. 離子交換膜的性能指標
離子交換膜的性能是多方面的,必須根據膜的電化學性能、化學性能和物理力學性能對膜進行綜合評價分析。一般商品膜常提供以下性能指標。1、交換容量交換容量是離子交換膜的關鍵參數,其單位為mmol/g。一般交換容量高的膜,選擇透過性好,導電能力也強。但是由於活性基團一般具有親水性,因此當活性基團含量高時,膜內水分與溶脹度會隨之增大,從而影響膜的強度。有時也會因膜體結構過於疏鬆,而使膜的選擇性下降。一般膜的交換容量約為2-3mmol/g.2、含水量指膜內與活性基團結合的內在水,經每克干膜所含水的克數表示(%)。的含水量與其交換容量和交聯度有關,如上所說,隨著交換容量提高,含水量增加。交聯度大的膜由於膜結構,含水量也會相應降低。提高膜的含水量,可使膜的導電能力增加,但由於膜的溶脹會合螈選擇性下降,一般膜的含水量約為20%-40%左右。3、導電性(膜電阻)一般用電導率(Ω.cm)或電阻率(Ω.cm)表示,也常用膜面電阻即單位膜面積的電阻(Ω.cm)表示。對電阻的表示因用途而異。一般講,在不影響其他性能的情況下電阻越小越好,以降低電能消耗。膜電阻與膜結構和膜厚度有關,此外還與外界溶液及溫度有關。通常規定25C,於0.1mol/L KCL溶液或0.1mol/L NaCL溶液中測定的膜電導作為比較標准4、選擇透過性反映膜對不同離子的選擇透過能力,用離子遷移數(t)和膜的透過度(p)來表示。膜內離子遷移數即某一種離子在膜內的遷移量與全部離子在膜內的遷移量的比值。或者也可用離子遷移所帶電量之比來表示。對於理想的離子交換膜,反離子的遷移數為1,同名離子的遷移數為0.實際上由於各種因素的影響,反離子在膜內的實際遷移可能達到1。有兩種方法可以得到膜的離子遷移數, 一是膜電位法,將膜在兩種不同濃度的同類電解質中測定其膜電位,再由膜電位計算遷移數。另一種方法是,在外加直流電場下,在電滲析槽中直接測定膜的遷移數。一般要求,實用的離子交換膜透過度大於85%,反離子遷移數大於0.9,並希望在高濃度電解質中仍有良好的選擇透過性。5、機械強度膜的機械強度包括膜的爆破強度和抗拉強度以及抗彎強度和柔韌性能。爆破強度是指膜受到垂直方向的壓力時, 所能承受的最高壓力,採用水壓爆破法測定,以單位面積上所受壓力表示(MPa),它是表明膜的機械強度的重要指標。抗拉強度是指膜受到平等方向的拉力時,所能賓最高拉力,以單位面積上所受接力表示(MPa)。膜的機械強度主要決定地的化學結構、增強材料等。增強的交聯度可提高膜的機械強度,而增設交換容量和含水量會使強度下降。一般使用膜的尖大於0.3MPa。6、膨脹性能(尺寸穩定性)膜有膨脹和收縮應盡量小而且均勻。否則既會帶來組裝的,而且還將造成壓頭損失增大、漏水、漏電和電流率下降等不良現象。7、化學性能指膜的耐酸鹼、耐溶劑、耐氧化、耐輻照、耐溫、耐有機污染等性能
E. 陰離子交換交換膜能讓水分子通過嗎
水分子要比離子大得多,是難以通過陰離子交換膜的。
陽離子交換膜一般內能使陽離子通過,主要是H+、容Na+等。
陰離子交換膜的本質是一種鹼性電解質,對陰離子具有選擇透過性作用,因此還被稱為離子選擇透過性膜。一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等陽離子作為活性交換基團,並且在陰極產生OH-作為載流子,經過陰離子交換膜的選擇透過性作用移動到陽極。
陰離子交換膜具有非常廣泛的應用,它是分離裝置、提純裝置以及電化學組件中的重要組成部分,在氯鹼工業、水處理工業、重金屬回收、濕法冶金以及電化學工業等領域都起到舉足輕重的作用
F. 質子交換膜是讓陰離子通過的還是陽離子通過,還是都可
都可以。
這就是相當於電解水的一個逆反應。顧名思義:質子交換膜只能傳導質子,因此質子可直接穿過質子交換膜到達陰極,而電子只能通過外電路才能到達陰極。
當電子通過外電路流向陰極時就產生了直流電。但是通過化學式來看,這個過程並沒有造成能量損失。首先我們要明白離子交換膜的作用,是為了阻礙某種離子的通過,另外一種離子可以通過的膜,如果我們不用,得到的產物不純,有氯化鈉,作用是防止氯離子通過要讓鈉離子去陰極,和氫氧根形成氫氧化鈉。
全質子交換膜主要用氟磺酸型質子交換膜;nafion重鑄膜;非氟聚合物質子交換膜;新型復合質子交換膜等。
(6)離子通過離子交換膜速率擴展閱讀:
質子交換膜燃料電池具有工作溫度低、啟動快、比功率高、結構簡單、操作方便等優點,被公認為電動汽車、固定發電站等的首選能源。
在燃料電池內部,質子交換膜為質子的遷移和輸送提供通道,使得質子經過膜從陽極到達陰極,與外電路的電子轉移構成迴路,向外界提供電流,因此質子交換膜的性能對燃料電池的性能起著非常重要的作用,它的好壞直接影響電池的使用壽命。
有機/無機納米復合質子交換膜,依靠納米顆粒尺寸小和比表面積大的特點提高復合膜的保水能力,從而達到擴大質子交換膜燃料電池工作溫度范圍的目的。
G. 離子交換膜能只通過一種離子嗎
不一定,有的離子交換膜只讓陽離子通過,有的離子交換膜只讓陰離子通過,有的離子交換膜只讓一種離子通過(如質子交換膜只讓H+通過)。
H. 有關離子交換膜的原理
通過膜本身的官能團上的某一種或一類(陰或陽)離子與溶液中的離子進行單方向的傳遞交換,效果上就離子的選擇透過性
I. ca2+,mg2+能通過陽離子交換膜嗎
(1)陰離子交抄換膜只允襲許陰離子自由通過,陽離子交換膜只允許陽離子自由通過,隔膜A和陽極相連,陽極是陰離子放電,所以隔膜A是陰離子交換膜,
故答案為:陰;
(2)通電後,a電極為陽極,陽極是氯離子放電,生成氯氣,其電極反應為:2Cl
--2e
-═Cl
2↑;
故答案為:2Cl
--2e
-=Cl
2↑;
(3)通電後,b電極為陰極,陰極區是氫離子得到電子生成氫氣,氫氧根離子濃度增大,和鈣離子,鎂離子形成沉澱,
故答案為:產生無色氣體,溶液中出現少量白色沉澱.
J. 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,可分為陽離版子交換膜、權陰離子交換膜、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。