2020-09-29 09:50:07admin 1596

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(dá)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(tuán)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(tuán)（稱為官能團(tuán)）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(tuán)。具有離子交換基團(tuán)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(tuán)是離子性官能團(tuán)（-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(tuán)（-NH（CH3））。交換基團(tuán)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(qiáng)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(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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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