2020-09-29 09:50:07admin 1628

離子交換的基本原理是用樹脂中的鈉離子與水中的鈣離子結(jié)合，然后吸附在離子交換樹脂的表面，從而達到去除水中雜質(zhì)金屬離子的目的。

什么是離子交換

離子交換是水與離子交換樹脂中的官能團之間的交換，其中水中的離子被離子交換樹脂吸附掉了。

當(dāng)從離子交換樹脂發(fā)出的離子是鈉離子時，稱為“鈉離子交換”。

當(dāng)從離子交換樹脂發(fā)出的離子是氫離子時，稱為“氫離子交換”。

離子交換樹脂由聚合物骨架和連接在骨架上的可交換基團（稱為官能團）組成。骨架具有巨大的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一種由許多低分子量化合物（稱為單體）的聚合反應(yīng)形成的水不溶性高分子化合物。聚合物鏈具有多種可互換的官能團。具有離子交換基團的高分子化合物。它本質(zhì)上是一種反應(yīng)性聚合物，它具有一般聚合物所沒有的新功能——離子交換功能，本質(zhì)上屬于反應(yīng)性聚合物。

離子交換的基本原理

離子交換基團是離子性官能團（-SO 3 H，-COOH等），它們是可交換離子（也稱為反離子）或連接到聚合物骨架上的極性非離子性官能團（-NH（CH3））。交換基團的結(jié)構(gòu)由兩部分組成，一是固定部分，該部分與聚合物骨架結(jié)合，不能自由移動，成為固定離子。第二個是活性部分，可以在水中離子化，可以在特定范圍內(nèi)自由移動，并且可以與周圍水中的相同離子交換，稱為可互換離子或反離子。

離子交換法的基本原理首先，使用H型強酸陽離子交換樹脂的H +去除水中的所有金屬陽離子（以符號Mm +代表），然后用3％-4％鹽酸HCl溶液使樹脂再生，再使用OH型強堿性陰離子交換樹脂進行OH交換，除去水中OH-以外的所有陰離子（用符號Nn-表示），并去2％4％NaOH溶液再生。生成的H +和OH-與水分子結(jié)合。原水經(jīng)離子交換脫鹽后，水中的各種離子被去除。

離子交換的反應(yīng)式

1.鈉離子交換法

當(dāng)原水通過鈉離子交換劑層時，水中的Ca+.及Mg2+與交換劑中的Na*進行交換，使被處理的水的硬度降低到符合國家標(biāo)準(zhǔn)，這就是鈉離子交換法。

鈉離子交換化學(xué)反應(yīng)方程式，與水中鈣、鎂離子的反應(yīng)如下：

Ca2++2NaR=2Na++CaR

Mg2++2NaR=2Na+MgR

式中：NaR表示鈉離子交換劑。Na表示交換劑中的交換離子。R表示交換離子以外的母體部分

2.氫離子交換法的原理

氫離子交換法是以交換劑上的氫離子與水中的鈣鎂等陽離子進行交換，這過程稱為氫離子交換法。

氫離子交換的化學(xué)反應(yīng)式如：Cacog +2HR=H2O+CO21+CaR Mg（HCO3）2+2HR=2H2O+2CO31+MgRe

離子交換的作用

在當(dāng)前制備高純水的過程中，離子交換是不可替代的方法，它是通過離子交換樹脂在電解質(zhì)溶液中進行的，可以去除水中的各種陰離子和陽離子。離子交換樹脂分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。

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