陽離子交換樹脂也就是大家常說的軟化樹脂,陽離子交換樹脂主要都是用于吸附水中的鈣離子和鎂離子,使水質(zhì)硬度降低。
什么是陽離子交換樹脂
陽離子交換樹脂是強酸性的,因為陽離子交換樹脂包含許多容易在溶液中解離H +的強酸性基團,例如磺酸基-SO3H。樹脂解離后,體內(nèi)所含的帶負(fù)電荷的基團(例如SO 3-)可以吸附并結(jié)合溶液中的其他陽離子。這兩個反應(yīng)使樹脂中的H +與溶液中的陽離子交換。強酸樹脂具有很強的離解能力,可以在酸或堿溶液中離解,從而引起離子交換。
陽離子交換樹脂可以吸咐什么離子
陽離子交換樹脂對水中的各種離子的親和力通常是不同的。陽離子交換樹脂通常能夠輕松吸附特定的離子,當(dāng)陽離子交換樹脂吸附一定量的離子后,很難繼續(xù)吸附。對容易吸附的離子這種叫做離子交換樹脂的選擇性。
強酸陽離子交換樹脂主要可以吸附的常見離子
Fe3 +,Al3 +,Ca2 +,Mg2 +,K +≈NH4 +,Na +,H +,Li +
弱酸陽離子交換樹脂主要可以吸附的常見離子
H +,F(xiàn)e3 +,Al3 +,Ca2 +,Mg2 +,K +≈NH4 +,Na +,Li +
一般陽離子交換樹脂主要用于降低水質(zhì)的硬度,水質(zhì)的硬度主要由Ca、Mg這兩種離子造成的。目前很多人使用陽離子交換樹脂就是用于吸附這兩種離子。
陽離子交換樹脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換.例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經(jīng)磺化處理得到強酸性陽離子交換樹脂,其結(jié)構(gòu)式可簡單表示為R—SO3H,式中R代表樹脂母體,其交換原理為 2R—SO3H+Ca2+—(R—SO3)2Ca+2H+
這也是硬水軟化的原理.
陽離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)
離子交換樹脂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下所示它包括三個部分:
1.聚合物骨架由交聯(lián)的聚合物組成。
2.離子交換基團附著在聚合物主鏈上并具有帶有可交換離子(稱為抗衡離子)或極性非離子官能團的離子官能團。
3.孔是聚合物結(jié)構(gòu)之間的孔(凝膠孔)和聚合物結(jié)構(gòu)之間的孔(毛細(xì)管孔),它們同時存在于干和濕離子交換樹脂中。
許多交換基團化學(xué)鍵合到交聯(lián)的聚合物基體(骨架)上,這些交換基團也由固定部分和活動部分兩部分組成。交換基團的固定部分稱為固定離子,因為它附著在聚合物基質(zhì)上并且不能自由移動。交換基團的活性部分是具有與被離子鍵結(jié)合的固定離子相反的符號的離子,稱為相反離子或可交換離子。抗衡離子可以解離成溶液中自由移動的離子,并且在某些條件下可以與具有相同符號的其他抗衡離子交換。
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