液體通過交換樹脂，樹脂官能團上的離子與水中陽離子相互交換。
2. 鈉型陽離子交換樹脂為什麼變黑
樹脂在使用過程中，由於受到有害雜質（如鐵化物、有機物等）的污染，就版會發生樹脂「中毒權」事故。發生鐵「中毒」的樹脂，從外觀上看，顏色由透明的黃色（陽樹脂）或乳白色（陰樹脂）明顯變深，嚴重者甚至呈黑色。
造成樹脂鐵「中毒」的原因主要有4方面：①水源是含鐵量高的地下水或被鐵污染的地表水；②進水管道或交換器內部被腐蝕產生了鐵化物；③再生劑中含有鐵雜質；④水中含有大分子有機物。
3. 陽離子交換樹脂的用途和原理
陽樹脂分弱樹脂和強樹脂兩大類。分子式H-R（當然也可以是Na-R型）, H就是氫離回子。樹脂高度約0.8米到1.6米。當答水從上向下，通過樹脂層時，水中的陽離子與樹脂的H離子發生交換，樹脂最上層是鐵鈣鎂離子，接著是鉀鈉氨離子。
出水水質是酸性的，PH值一般小於3。當運行約一天左右時，出水開始出現鈉離子，表示反應到了終點，需要用酸（HCl）反洗，將鈉鈣離子再置換出來。
4. 為什麼要使用變色離子交換樹脂
變色離子交換樹脂能夠監測和控制給水、凝結水和蒸汽的氫電導率，是保證水專汽質量，控制火電廠屬水汽系統腐蝕結垢的重要手段之一。
由於水汽中氨的濃度、取樣流速經常變化，加上機組啟停等原因，難以判斷H型交換柱何時失效。H型交換柱失效初期，由於少量銨離子穿透，使氫電導率測量值偏低；
當H型交換柱完全失效，大量銨離子透過，氫電導率測量值又偏高。因此，當交換柱失效後引起氫電導率變化時，難以及時判斷是水質惡化還是交換柱失效。
目前國外採取的解決辦法是採用變色陽離子交換樹脂，失效層與未失效層顏色不同，可以在H型交換柱失效前及時進行再生處理，及時發現水質惡化問題並及時採取解決措施。
5. 陽離子交換樹脂的工作原理是怎麼樣的
陽離子交換樹脂吸附交換原理
強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中離解出H+，故呈強酸性。樹脂離解後，本體所含的負電基團，如SO3－，能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後，要進行再生處理，即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行，使樹脂的官能基團回復原來狀態，以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與H+結合而恢復原來的組成。
弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團，如羧基－COOH，能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團，如R-COO－(R為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結合，從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱，在低pH下難以離解和進行離子交換，只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
其實陽離子交換樹脂在我們實際使用過程中，一般都是將樹脂變味其他離子形式進行運行，以滿足各種場景使用需求。例如經常會將強酸性的陽離子交換樹脂和NaCl一起轉變為鈉型的樹脂後再投入使用，當樹脂置換過程中就會放出Na+與溶液中的Ca2+、Mg2+等陽離子交換吸附，除去這些離子。反應時沒有放出H+，可避免溶液pH下降和由此產生的副作用(如蔗糖轉化和設備腐蝕等)。
而且這類樹脂以鈉型狀態運行使用後，可直接用鹽水對樹脂進行再生(不用強酸)。
6. 陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂的區別
區分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類，它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進行離子交換。陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類，陰離子樹脂又分為強鹼性和弱鹼性兩類 (或再分出中強酸和中強鹼性類)。
離子交換樹脂對溶液中的不同離子有不同的親和力，對它們的吸附有選擇性。各種離子受樹脂交換吸附作用的強弱程度有一般的規律，但不同的樹脂可能略有差異。主要規律如下： (1) 對陽離子的吸附 高價離子通常被優先吸附，而低價離子的吸附較弱。在同價的同類離子中，直徑較大的離子的被吸附較強。一些陽離子被吸附的順序如下： Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+ (2) 對陰離子的吸附 強鹼性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為： SO42－> NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－ 弱鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下： OH－> 檸檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－ (3) 對有色物的吸附 糖液脫色常使用強鹼性陰離子樹脂，它對擬黑色素(還原糖與氨基酸反應產物)和還原糖的鹼性分解產物的吸附較強，而對焦糖色素的吸附較弱。這被認為是由於前兩者通常帶負電，而焦糖的電荷很弱。 通常，交聯度高的樹脂對離子的選擇性較強，大孔結構樹脂的選擇性小於凝膠型樹脂。這種選擇性在稀溶液中較大，在濃溶液中較小。
7. 離子交換樹脂鑒別實驗樹脂變色的原因
離子交換樹脂為什麼會變色？
離子交換樹脂是一種離子物質，在版運輸、儲存或者權是使用中，可能會接觸到一些其他的物質，離子交換樹脂會變色主要就是因為與其他物質發生接觸，導致離子形態發生變化，從而導致樹脂變色，樹脂被污染也會導致樹脂變色。
離子交換樹脂變色的因素有哪些？
1.溫度：一般樹脂在長時間在高溫的環境中儲存，就會有一定的殘留物滲漏，導致樹脂顏色變深或者泛紅，如果在使用時溫度達到180℃甚至更高，那麼樹脂就會發生老化，顏色也會變黃。
2.污染：一般樹脂被污染之後，樹脂的顏色就會發生一定變化，樹脂被污染而發生變色是最為常見的一種，比如說001*7樹脂，在被氧化劑污染時，樹脂的顏色就會明顯變淡，再比如201*7，被鐵污染或者有機物污染時，顏色會加深，嚴重可能會變為黑色。
3.樹脂在使用的過程中，樹脂的吸附能力越來越少，樹脂的顏色也會越來越淡，而樹脂再生時，樹脂的顏色就會越來越深，這個是屬於正常現象，只要產水質量沒有問題就可以繼續使用。
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8. 陽離子交換樹脂的物理性質
1、離子交換樹脂顆粒尺寸：
離子交換樹脂一般呈顆粒狀，樹脂顆粒的尺寸是非常重要的，如果樹脂顆粒尺寸大的話，反應速度就比較慢一些，而樹脂顆粒尺寸小，反應速度較快，但是液體通過的阻力也比較大，需要較高的工作壓力，所以樹脂顆粒的大小一般是經過嚴格篩選才能夠確定，大多數的樹脂的尺寸的有效粒徑在0.4～0.6mm左右。
2、離子交換樹脂的密度：
離子交換樹脂的密度有兩種，一種是樹脂乾燥時的密度，被稱為真密度，另外一種是樹脂濕潤時的密度，被稱為視密度。樹脂的密度和樹脂的交聯度是息息相關的，交聯度高的樹脂密度一般也較高，而強酸性或強鹼性的樹脂要比弱酸性或弱鹼性樹脂的密度高一些。
3、離子交換樹脂的溶解性：
離子交換樹脂一般情況下是不溶性物質，不過樹脂在合成的過程中，可能會加入一些聚合度較低的物質，就會導致樹脂在工作時將這些物質溶解出來，根據統計交聯度較低和含活性基團多的樹脂，溶解傾向較大，我們在選擇樹脂時也要考慮到樹脂溶解性能不能符合自己的要求。
4、離子交換樹脂的耐用性：
離子交換樹脂在運輸、儲存、使用時，樹脂可能會發生摩擦、膨脹或者收縮等變化，長期使用後，還可以會發生樹脂破損等現象，所以在選擇樹脂時，樹脂的機械強度和耐磨性也是非常重要的一點，一般交聯度低的樹脂，耐磨性也較低。
5、離子交換樹脂的膨脹度：
離子交換樹脂體內本身就含有一定的水分，還有其他的親水基團，使用樹脂在與水接觸時，就會發生樹脂膨脹的現象，樹脂在轉型時，也會發生膨脹，比如樹脂由氫型轉為鈉型時，樹脂就會發生膨脹，一般情況下，樹脂的交聯度越低，膨脹度就越大，所以在樹脂在裝填時需要根據樹脂膨脹的大小，確認樹脂裝填的高度。
6、離子交換樹脂的水分：
一定離子型態的樹脂其顆粒內所含的平衡水量是該樹脂的固有特性。同種樹脂，不同的離子型態，其含水量也是不同的。為此，國家標准也規定了各種樹脂在特定的離子型態下的含水量。樹脂在使用的過程中，隨著各種因素對樹脂的損害，其含水量也會發生變化。因此，樹脂含水量的變化大小，也是判斷樹脂受損性程度的依據之一。
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9. 陽離子交換樹脂的用途和原理
(1)
強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團，如磺酸基－so3h，容易在溶液中離解出h+，故呈強酸性。樹脂離解後，本體所含的負電基團，如so3－，能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的h+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後，要進行再生處理，即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行，使樹脂的官能基團回復原來狀態，以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與h+結合而恢復原來的組成。
(2)
弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團，如羧基－cooh，能在水中離解出h+
而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團，如r-coo－(r為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結合，從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱，在低ph下難以離解和進行離子交換，只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如ph5～14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
(3)
強鹼性陰離子樹脂
這類樹脂含有強鹼性基團，如季胺基(亦稱四級胺基)－nr3oh(r為碳氫基團)，能在水中離解出oh－而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。
這種樹脂的離解性很強，在不同ph下都能正常工作。它用強鹼(如naoh)進行再生。
(4)
弱鹼性陰離子樹脂
這類樹脂含有弱鹼性基團，如伯胺基(亦稱一級胺基)-nh2、仲胺基(二級胺基)-nhr、或叔胺基(三級胺基)-nr2，它們在水中能離解出oh－而呈弱鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如ph1～9)下工作。它可用na2co3、nh4oh進行再生。
10. 如何去正確的分辨陰陽離子交換樹脂
如何鑒別樹脂的類型？
1.首先需要取出未知的樹脂樣品，一般2ml左右即可，放入試專管後，需要將樹脂上屬的水吸去。
2.再使用加入1N HCl 15mL，搖晃1-2分鍾，再將樹脂上方的液體吸去，重復2-3次。
3.再使用水，清洗樹脂，將樹脂上的水吸去。水洗2-3次左右。
4.再加入10%CuSO4溶液5mL，搖晃1分鍾，放置5分鍾左右。
5.這個時候樹脂會兩種不同的變化，一種是顏色變為淺綠色，另外一種變化是顏色不變。
6.如果顏色變為變為淺綠色，則使用5N的氨液2mL，搖晃1分鍾左右，在進行水洗，如果水洗之後變為深藍色，那麼就是強酸性陽離子樹脂，如果水洗後顏色不變，就是弱酸性陽離子樹脂。
7.如果顏色不變，那麼可以使用1N NaOH15mL搖晃1分鍾左右，進行水洗，水洗之後再加入酚酞，再次水洗，這時如果顏色變為紅色，那麼就是強鹼性陰離子樹脂，如果顏色無變化，可以再使用1mol/L HCl 5mL，搖動1-2min，然後用純水清洗2-3次加入5滴甲基紅，搖動1min，用純水充分清洗。如果出現顏色為桃紅色，則為弱酸性陽離子交換樹脂。如果樹脂依然顏色不變，那麼樹脂則無離子交換能力。
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