Ⅰ 離子交換動力學
離子交換是涉及物質在液相和固相中的擴散過程的一種液固相反應。在常溫下，交換反應速度迅速，通常不是控制因素。交換過程可能受到外擴散控制，即液相中擴散速度較慢，也可能受到內擴散控制，即固相中擴散速度較慢。
早期研究基於分子擴散的菲克定律，得出的速率方程式僅適用於同位素離子的交換。實際上，離子交換過程通常涉及兩種離子的反向擴散。如果這兩種擴散速率不相等，會形成電場，該電場必然影響離子擴散。考慮到這一影響，F.G.赫爾弗里希提出了相應的速率方程，其中包含物質通量N、擴散系數D、法拉第常數F和電極電位φ等變數。
離子交換的動力學涉及多種因素，包括物質在液相和固相中的擴散速度、電場的影響以及交換反應的速率。理解這些動力學因素對於優化離子交換過程至關重要。通過調整反應條件，如溫度、pH值和離子濃度等，可以提高離子交換的效率。同時，研究和應用新的離子交換材料也是提高離子交換性能的有效途徑。未來，隨著對離子交換動力學更深入的理解，我們可以開發出更加高效、環保的離子交換技術，為環境保護和資源回收提供有力支持。
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。