海水淡化离子交换法

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1985年1月16日，《人民日报》报道了我国第一个海水淡化工程——西沙海水淡化站在西沙群岛永兴岛建成投产的消息。这个工程是利用我国自行设计制造的海水淡化装置安装的，日产淡化水两百吨。那么，你知道海水是如何淡化成可以饮用的淡水的吗？

人类的生存离不开水，地球上虽然有大量的水，可惜能为人类所利用的淡水却少得可怜。当人类为缺水感到困惑时，毫无疑问会将目光投向总量远比淡水多得多的海水。海水中含有3.5%的盐类化合物，如何低成本地把这些化合物从水中除去，一直是化学家孜孜以求的目标。目前，常用的海水淡化方法有以下几种。

蒸馏法。将海水加热，使其中的水变成蒸汽，再让蒸汽冷凝下来。由于海水中所溶的盐类不会随着蒸汽出来，因此得到的水就是几近纯水的蒸馏水。然而，无论是加热还是冷凝，都需耗费能源。每蒸发1克水就需要2.3千焦的能量。所以这种方法救急可以，却不是一个长久之计。

离子交换法。溶解在水中的盐分，都是以阳离子和阴离子的形式存在。如果有一种东西可以把这些离子移走，那么水也就得到纯化了。离子交换树脂就具有这样的能力。离子交换树脂是一种具有网状结构的不溶于水的高分子材料。它犹如一棵大树，上面有很多树枝，每个树枝上都有一个口袋。当海水通过的时候，阳离子会把阳离子交换树脂“口袋”中的氢离子交换出来，阴离子会把阴离子交换树脂“口袋”里的氢氧根离子交换出来，而氢离子和氢氧根离子相遇就变成了水。不过，离子交换树脂在使用了一段时间后会达到饱和状态，怎样使离子交换树脂可以持续使用呢？由于离子交换是可逆的，因此可以分别用酸和碱进行反交换来更新，这样就能使离子交换树脂可以反复使用了。但离子交换法处理能力有限，并需要大量的酸和碱来使树脂“再生”，如果大量用于海水淡化，成本太高，因此目前这种技术主要应用在水的进一步纯化方面。

反渗透法。渗透是大自然中一个非常普遍的自然现象。例如，植物就是靠根部的渗透来吸取水分的，渗透平衡对人的生命活动也极为重要。渗透是依靠一种称为半透膜的材料来实现的。半透膜可以让水自由通过，而水中的其他化学物质是通不过的。如果半透膜的左边是纯水，右边是溶液的话，从纯水这边通过半透膜的水就会比溶液右边通过半透膜的水多得多。这是因为，纯水上方的饱和蒸汽压比溶液上方的饱和蒸汽压大。当纯水和溶液上方均处于1.01×105帕（1?个标准大气压）的压力下，驱动水分子运动的动力决定于饱和蒸汽压。于是，纯水这边液面下降，溶液那边液面上升，到一定的液位差就达到平衡，这就是渗透现象。植物根部的表皮就是这样一种半透膜。

如果在溶液上方加压，使溶液上方的总压大于纯水上方的大气压，情况就会发生逆转。此时驱动水分子通过半透膜的动力就决定于两边的压力差。压力差大，溶液中就会有更多的水通过半透膜流向纯水。

用反渗透法将海水制成淡水的方法又称为“膜技术”。它的关键在于半透膜。这层膜要有一定的强度，因为首先处理过程是要加压的；其次它必须具有百分之百的选择性，只能让水通过，而任何其他化学物质是不能通过的；最后它还应该有较大的通过量，以加快制备过程。目前半透膜所存在的问题是成本高、寿命短。处理的溶液浓度愈高，膜的寿命愈短。如果这两个问题能解决的话，膜技术将会成为海水淡化最有前途的一种方法。

❼ 海水淡化离子交换法原理谢谢

就是海水中的阴阳离子与树脂中的氢离子或氢氧根离子发生交换了。

❽ 电解海水（NaCl）利用离子交换膜进行海水淡化的方法的原理是什么

首先，电解海水目的是为了制取烧碱
和氯气
那么在阴极区存在大量OH-
所以要将Na+交换到OH-富集的区域内以便提纯
阳极区Cl-变成Cl2跑出去必要补充CL-以便继续电解成为Cl2

❾ 离子交换法淡化海水属于化学变化还是物理变化

使用离子交换树脂与水中的离子进行交换，如离子交换树脂可以除去钙离子和镁离子得到软水，离子交换树脂发生的反应为：Ca2++2NaR=CaR2+2Na+、Mg2++2NaR=MgR2+2Na+，属于化学变化，高中化学。

❿ 海水淡化方法中的:电渗析法及离子交换法的流程 如题

电渗析法：水中的离子在直流电场的作用下,可通过半透膜.最初的惰性半透膜电渗析法,主要用于溶胶的提纯,电流效率很低.到了20世纪50年代初,由于选择性离子交换膜向世,才能够用电渗析法淡化海水或苦咸水.脱盐用的选择性离子交换膜有两种：①阳膜,只允许阳离子透过的阳离子交换膜；②阴膜,只允许阴离子透过的阴离子交换膜.使阴膜和阳膜交替排列,中间衬以隔板（其中有水流通道）,夹紧之后,在两端加上电极,就成电渗析脱盐装置.电渗析法原理图 点击此处查看全部新闻图片 当海水流经电渗器时,在直流电场的作用下,阴离子透过阴膜向阳极方向迁移,途中被阳膜挡住去路,被水流冲洗而出；阳离子透过阳膜向阴极方向迁移,途中被阴膜挡住,也被水流冲出.透过阳膜或阴膜的水为淡水.结果,从大约一半的夹层流出的水为淡水,从另一半流出的则为浓缩的海水.电渗析脱盐所用的半透膜,除要求电阻低、透过的选择性高、交换容量大和水的电渗小之外,还要求有一定的机械强度、尺寸不变和化学稳定性高等.在电渗析脱盐过程中,反离子（电荷与膜内交换基团相反的离子）在膜内的迁移速度比在溶液里大,致使淡化夹层的内膜半身,溶液界面上的离子浓度低于主体溶液浓度而形成浓度差.当电流升至某值时,扩散迁移的离子不足以补充界面上离子的缺额,而使界面浓度趋近于零,这时的电流称为极限电流.如再增加电流,就会迫使界面上的水分子解离,由解离出的H和OH来承担超过极限值那部分电流的输送.这种现象称为极化现象.这不仅使电流白白消耗在无助于脱盐的 H和OH的迁移上,而且会引起溶液的pH值发生变化,使钙盐镁盐之类的离子浓度的乘积超过溶度积,而在浓缩海水夹层的阴膜和阳膜的表面沉淀,阻塞水流通道,甚至被迫停机拆洗.防止极化沉淀的根本措施,是设法增加夹层溶液的搅拌作用和布水的均匀性,并把操作电流控制在极限电流之下.此外,定期倒换电极的极性,在浓缩海水夹层中加酸和进行不拆装的化学清洗等,均能延长运转周期.