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金樹脂的離子交換反應

發布時間:2023-05-24 18:49:53

1. 樹脂離子交換是化學反應嗎

屬於化學反應,如NA離子置換CA離子,OH離子置換CL離子,
樹脂交換飽和後,可再生,重復使用

2. 樹脂離子交換是復分解反應嗎

離子交換不是復分解,而是一種離子代替另一種離子
比如陽極交換柱,就是用H+交換掉另外的陽離子如Ca2+,Mg2+
陰極交換柱就是用OH-交換掉陰離子

3. 交換樹脂再生的過程實際上是什麼過程

離子交換樹脂的最大特點就是其交換性能的可逆性。
離子交換反應是可逆的。例如,當含有Na+的水通過RH型陽離子交換樹脂時,發生如下交換反應:
RH + Na+ → RNa + H+
由於上述反應不斷消耗RH型樹脂,以致它已不能繼續使水中的Na+被交換成H+時,為了恢復樹脂的交換能力,可以用鹽酸或硫酸通過該Na型樹脂,由於離子交換反應是可逆的,樹脂又可恢復到RH型的狀態,其可逆反應可表示如下:
RH + Na+ ⇋ RNa + H+
當水中Na+多而樹脂層RH型樹脂多時,上式的平衡向右移動,反之,向左移動。
離子交換反應的可逆性,是離子交換樹脂的重要而可貴的性質,它使離子交換樹脂能夠長期反復地使用。

4. 離子交換樹脂的原理

離子交換樹脂是由空間網狀結構骨架(即母體)與附屬在骨架上的許多活性內基團所構成的容不溶性高分子化合物。活性基團遇水電離,分成二部分:(1)固定部分,仍與骨架牢固結合,不能自由移動,構成固定離子;(2)活動部分,能在一定空間內自由移動,並與其周圍溶液中的其他同性離子進行交換反應,稱為可交換離子或反離子。以強酸性陽離子交換樹脂為例,可寫成R-SO3-H+,其中R代表樹脂母體即網狀結構部分,-SO3- 代表活性基團的固定離子,H+為活性基團的可交換離子。有時更簡單地寫成R-H+。離子交換通過不溶性的電解質(樹脂)與溶液中的另一種電解質進行化學反應。這一反應可以是中和反應、中性鹽分解或復分解反應。譬如中和反應:
R-H+ + NaOH= RNa+H2O 利用這個反應可以去除水的鹼度。

5. 離子交換樹脂的工藝特性

離子交換樹脂特性

樹脂顆粒較細者,反應速度較大,但細顆粒對液體通過的阻力較大,需要較高的工作壓力。這就是離子交換樹脂。

離子交換樹脂根據其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂,及根據樹脂的物理結構分為凝膠型和大孔型。

離子交換樹脂的品種很多,因化學組成和結構不同而具有不同的功能和特性,適應於不同的用途。所以宏昌工貿小編就離子交換樹脂不同的品種來說一下它們的特性分別是什麼。

離子交換樹脂的基本類型:

1、強酸性陽離子樹脂:這類樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解後,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。

樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。

2、弱酸性陽離子樹脂:這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸

附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。

3、強鹼性陰離子樹脂:這類樹脂含有強鹼性基團,如季胺基(亦稱四級胺基)-NR3OH(R為碳氫基團),能在水中離解出OH -而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。這種樹脂的離解性很強,在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。

4、弱鹼性陰離子樹脂:這類樹脂含有弱鹼性基團,如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2,它們在水中能離解出OH-而呈弱鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。

5、離子樹脂的轉型。

以上是樹脂的四種基本類型與各自特性。在實際使用上,常將這些樹脂轉變為其他離子型式運行,以適應各種需要。例如常將強酸性陽離子樹脂與NaCl作用,轉變為鈉型樹脂再使用。工作時鈉型樹脂放出Na+與溶液中的Ca2+、Mg2+等陽離子交換吸附,除去這些離子。反應時沒有放出H+,可避免溶液pH下降和

6. 離子交換樹脂如何合成

離子交換樹脂
ionexchangeresins

一類帶有功能基的網狀結構的高分子化合物。不熔不溶,能同溶液中的離子進行非均相交換反應。最主要的離子交換反應有:
①陽離子交換樹脂的交換反應:R--H++Na+Cl-R--Na++H+Cl-R為高分子強酸基,如結構式a、b。

②陰離子交換樹脂的交換反應:R+OH-+Na+Cl-R+Cl-+Na+OH-R為高分子強鹼基,如結構式c。

按外觀形狀及物理性質(孔度及分布、比表面、孔徑等)分為凝膠、大孔和離子交換膜;按用途有選擇交換用、脫色用、吸著用、電子交換(氧化還原)用等;根據母體的化學結構可分為苯乙烯系列、丙烯酸系列、酚醛類系列等;根據離子交換樹脂中活性基團的性質可分為強酸性、中等酸性、弱酸性、強鹼性、中等鹼性、弱鹼性和氧化還原性等。含酸性基團的離子交換樹脂,能同溶液里的陽離子起交換反應,稱陽離子交換樹脂;含鹼性基團的則稱為陰離子交換樹脂。若同時含酸性和鹼性基團的,稱為兩性樹脂;若樹脂與溶液里的高價陽離子作用後,能形成鉗環形的絡合物,則稱為螯合樹脂。
離子交換樹脂的主要應用為:①水處理,除去水中的鈣、鎂和鐵離子以使工業用水軟化及獲得電子、半導體、原子能工業用的無離子水。②分離、濃縮、提純和回收鈾、稀土元素、貴金屬及鉻、銅等。③醫學和醫葯上的回收、分離和提純。④作為有機合成中的固體酸鹼催化劑。⑤食品及生物製品的脫色。⑥作化學試劑用於外消旋物拆分、固相合成。

化學式見:
http://cache..com/c?word=%C0%EB%D7%D3%3B%BD%BB%BB%BB%3B%CA%F7%D6%AC&url=http%3A//www%2Ecoco163%2Ecom/zldq/L/L0446%2Ehtm&b=0&a=91&user=

7. 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。

8. 用離子交換樹脂法如何處理重金屬廢水

離子交換樹脂法是一種應用廣泛的方法,樹脂中含有的氨基、羥基等活性基團可以與重金屬離子進行螯合、交換反應,從而去除廢水中重金屬離子的方法,同時還可以用於濃縮和回收溶液中痕量的重金屬,其優點是樹脂具有可逆性,可通過再生重復使用,且交換選擇性好,缺點是價格昂貴。因此研究和選擇成本低、選擇性高、交換容量大、吸附-解吸過程可逆性好的離子交換樹脂,對於處理重金屬廢水有著重要意義

9. 離子交換樹脂的原理是什麼

原始是利用生成物的溶解度小、易生成沉澱來除去溶液中的某些雜質,其實其本質是化學平衡的應用。
如硬水軟化的反應方程式:2NaR+Mg2+→MgR2+2Na+ 其中R代表樹脂基。
而使用過的離子交換樹脂也可以再生,方法是將濃的食鹽水通入其中,根據平衡移動原理,鈉離子濃度大大增加,導致鈉離子又和樹脂基結合使得離子交換樹脂再生。

10. 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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