① 離子交換劑的交換功能
根據交換基團的性質,離子交換劑分為兩類:陽離子交換劑,交換基團是酸基,電離後形版成固定的陰權離子,而可遷移的陽離子能與溶液中的陽離子進行交換;陰離子交換劑,交換基團是胺基,電離或與酸作用後形成固定的陽離子,而可遷移的陰離子能與溶液中的陰離子進行交換。對離子交換劑的基本要求是:交換容量(每克干離子交換劑能交換離子的毫克當量數)大,交換反應的選擇性高,對化學、熱、機械和輻照的穩定性好,交換速率高,溶脹性小。
② 陰離子交換劑的活性基團帶正電荷 這句話對嗎
如果你只想去除原水中的硬度,那麼採用鈉型陽樹脂即可,工作原理如下
Na型強酸性陽樹脂與原水中硬度(即Ca2+、Mg2+離子)的交換反應為:
Ca2+ + 2RNa → R2Ca + 2Na+
Mg2+ + 2RNa → R2Mg + 2Na+
如果你要制備一級除鹽水,那麼應該採用氫型陽樹脂和氫氧型陰樹脂
1.1 氫型陽樹脂的交換反應(陽床交換反應)
H型強酸性陽樹脂與原水中陽離子的交換反應為:
Ca2+ + 2RH → R2Ca + 2H+
Mg2+ + 2RH → R2Mg + 2H+
Na+ + RH → RNa + H+
1.2 氫氧型陰樹脂的交換反應(陰床交換反應)
OH型強鹼性陰樹脂與原水中陰離子的交換反應為:
Cl- + ROH → RCl + OH-
HSO4- + ROH → RHSO4 + OH-
SO42- + 2ROH → R2SO4 + 2OH-
HCO3- + ROH → RHCO3 + OH-
HSiO3- + ROH → RHSiO3 + OH-
OH型弱鹼性陰樹脂的交換反應為:
H+ + Cl- + RNHOH → RNHCl + H2O
H+ + HSO4- + 2RNHOH → (RNH)2SO4 + 2H2O
2H+ + SO42- + 2RNHOH → (RNH)2SO4 + 2H2O
經過上述交換反應,水中的陽離子和陰離子各自與H型陽樹脂和OH型陰樹脂反應,分別形成H+和OH-,並結合成水,其反應如下:
H+ + OH- → H2O
在陽離子交換後,水中大量存在的H+和HCO3-結合生成難解離的H2CO3。它可以通過和強鹼性陰離子交換生成H2O,也可以用真空脫碳器除去。和前者相比,後者具有操作簡單、節約運行費用的優點,因此在化學除鹽系統中,一般均設有脫碳器。
③ 離子交換
鉬(Ⅵ)與大量鐵(Ⅲ)的0.5mol/LHCl溶液,通過陽離子交換樹脂後,可用0.04mol/L硫氰酸銨溶液淋洗鉬(Ⅵ版)。鉬(Ⅵ)與錸權的氫氧化鈉溶液通過陰離子交換樹脂後,可用1mol/L草酸鉀溶液淋洗鉬(Ⅵ),再用7mol/LHCl淋洗錸。
④ 離子交換柱的工作原理是什麼
離子復交換柱的原理制
採用離子交換方法,可以把水中呈離子態的陽、陰離子去除,以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類,水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達:
1、陽離子交換樹脂:R—H+Na+→R-Na+H+
2、陰離子交換樹脂:R—OH+CL-→R-CL+OH+
陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成:
RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O
由此可看出,水中的Nacl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代,而反應生成物只有H2O,故達到了去除水中鹽的作用。
3、混合離子交換柱(混床):混床是裝陽、陰樹脂按一定比例(一般為1:2,以便陽、陰樹脂同時達到交換終點而同時再生)裝入混合柱而成,實際上它組合成了水中的H+和OH-立即生成電離度很小的水分子(H2O),幾乎不存在陽床或陰床交換時產生的逆交換現象,故可以使交換反應進行得十分徹底,因而混合床的出水水質優於陽、陰床串聯組成的復床所能達到的水質,能製取純度相當高的成品水。
⑤ 陰陽離子交換樹脂的工作原理
離子交換樹脂原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程:
離子交換樹脂作用環境中的水溶液中,含有的金屬陽離子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,在水中易生成H+離子)上的H+進行離子交換,使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中,(即為陽離子交換樹脂原理)。
水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團,在水中易生成OH-離子)上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-交換到水中,(即為陰離子交換樹脂原理)。而H+與OH-相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
(5)陰離子交換劑的交換反應式擴展閱讀:
離子交換樹脂使用方法:
1、預選。離子交換樹脂的粒度一般控制在20-35目,有些可達到50目,因此在使用前要先乾燥,粉碎,過篩,通常乾燥時在烘箱中進行,亦可在裝有五氧化二磷、氧化鈣或者濃硫酸的乾燥器中進行,粉碎時不要分得過細,否則影響實驗收率。
2、預處理。強鹼性離子交換樹脂應先用20倍樹脂體積的4%氫氧化鈉水溶液處理,然後用10倍體積的水洗,再用10倍量4%鹽酸處理,最後用蒸餾水洗至中性,然後將氯型轉化成OH型,再轉化成氯型,最後用10倍4%氫氧化鈉水溶液處理。弱鹼性離子交換樹脂處理時只需用10倍量蒸餾水洗即可,不必洗至中性。
3、裝柱。將處理好的樹脂至於燒杯中,加水充分攪拌除掉氣泡,靜置幾分鍾待樹脂大部分沉降後,傾去上層泥狀顆粒;反復操作直至上層液澄清後,即可裝柱。注意要在柱子底部放1cm後的玻璃絲,用玻璃棒將其壓平,將樹脂倒入柱子中,還要注意防止氣泡產生。
4、樹脂交換。將樣品配製成一定濃度的水溶液,以適當流速通過柱子,亦可將樣品溶液反復通過柱子,直到成分交換完全。用顯色法檢驗成分是否交換徹底。
5、樹脂洗脫。注意親和力弱的成分先被洗下來,常用的離子交換樹脂洗脫劑有強酸、強鹼、鹽類、不同pH緩沖溶液、有機溶液等,可選擇梯度洗脫或者單一濃度洗脫。
6、樹脂再生。
⑥ 陽陰離子交換樹脂的化學式是什麼 陽陰離子交換樹脂的反應順序
離子交換樹脂屬於高分子化合物,結構比較復雜.離子交換劑的結構可以被區分為兩個部分:一部分具有高分子的結構形式,稱為離子交換劑的骨架(反應式中用R表示);另一部分是帶有可交換離子的基團(稱為活性集團),它們化合在高分子骨架上。所謂「骨架」,是因為它具有龐大的空間結構,支持著整個化合物,正象動物的骨架支持著肌體一樣,從化學的觀點來說,它是一種不溶於水的高分子化合物。
離子交換反應如下
離子交換反應是可逆的,例如當以含有硬度的水通過H型離子交換樹脂時,其反就如下式:
2RH + Ca2+ → R2Ca + 2H+
當反應進行到失效後,為了恢復離子交換樹脂的交換能力,就可以利用離子交換反應的可逆性,用硫酸或鹽酸溶液通過此失效的離子交換樹脂,以恢復其交換能力,其反應如下:
R2Ca + 2H+ → 2RH + Ca2+
這兩種反應,實質上就是可逆反應式(1-1)化學平衡的移動。當水中Ca2+和H型離子交換樹脂多時,反應正向進行,反之,則逆向進行。
2RH + Ca2+ ←→ R2Ca + 2H+
離子交換反應的可逆性,是離子交換樹脂可以反復使用的重要性質。
影響離子交換樹脂選擇性的因素很多,例如交換離子的種類、樹脂的本質、溶液的濃度等。離子交換的選擇性實際上是離子交換平衡的一種表現。
對於陽離子交換來說,此種順序的規律比較明顯,在稀溶液中,強酸性陽樹脂對常見陽離子的選擇性順序如下:
Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+≈NH4>Na+>H+
這可以歸納為兩個規律:離子所帶電荷量愈大,愈易被吸取;當離子所帶電荷量相同時,離子水合半徑較小的易被吸取。
對於弱酸性陽樹脂,H+的位置向前移動,例如羧酸型樹脂對H+選擇性居於Fe3+之前。在濃溶液中,選擇性順序有一些不同,某些低價離子會居於高價離子之前。
弱鹼樹脂 (胺, 通常為三甲胺)它們只能去除強酸型雜質離子,例如 HCl, H2SO4. 它們只能在酸性溶液中使用。
基本規律 (在稀溶液中)
三價離子 > 二價離子 > 單價離子
磺酸型強酸陽樹脂(SAC)
Ba > Pb > Sr > Ca > Ni > Cu > Mg
Ag >> Cs > K > NH4 > Na > H > Li
季胺型強鹼陰樹脂 (SBA)
SO4 > CrO4 > NO3 > CH3COO > I > Br > Cl > F > 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-
希望對你有用
⑦ 陰陽離子交換樹脂的陰陽離子交換樹脂簡介
在其網狀結構的骨架上有許多可電離、可被交換的基團,如磺酸基(—SOH)、羧基(—COOH)及季胺基 (—NROH)等,正由於這些基團的存在,才使樹脂具有離子交換能力 。
離子交換樹脂的種類很多,常用的是聚苯乙烯型離子交換樹脂。它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合而成球形網狀結構,其中二乙烯苯是交聯劑。經濃硫酸磺化後,即製得聚苯乙烯型磺酸基陽離子交換樹脂。
如果用其它基團代替磺酸基,就可以得到一系列陽離子交換樹脂。例如—COOH、—OH等。這些基團上的氫離子可被樣品溶液中的陽離子交換。
離子交換樹脂內含有一定量的水份,在運輸及貯存過程中應盡量保持這部分水。如貯存過程中樹脂脫了水,應先用濃食鹽水(-10%)浸泡,再逐漸稀釋,不得直接放於水中,以免樹脂急劇膨脹而破碎。 在長期貯存中,強型樹脂應轉變成鹽型,弱型樹脂可轉變成相應的氫型或游離鹼型也可轉為鹽型,然後浸泡在潔凈的水中。樹脂在貯存或運輸過程中,應保持在5-40°C的溫度環境中,避免過冷或過熱,影響質量。若冬季沒有保溫設備時,可將樹脂貯存在食鹽水中,食鹽水的溫度可根據氣溫而定。
陰離子交換樹脂具有與陽離子交換樹脂同樣的有機骨架,只是在骨架上引入了可離解的鹼性基團,如—NH、—NH、—NHR等。這類樹脂若用NaOH溶液處理,則發生交換反應而轉變為—OH型陰離子交換樹脂。其反應如下:
R—N(CH)Cl + OH ====== R—N(CH)OH + C1
這些基團上的氫氧根離子可被樣品溶液中的陰離子交換。
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就是氫離子。樹脂高度約0.8米到1.6米。當水從上向下,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。
⑧ 陰離子交換樹脂的原理
離子交換是帶電粒子或離子的可逆交換與相同電荷的交換。當存在於不溶性陰陽離子專交換樹脂基質上屬的離子有效地與周圍溶液中存在的類似電荷的離子交換位置時,會發生這種情況。
陰陽離子交換樹脂以這種方式起作用,因為它的官能團基本上是固定的離子,它們永久地結合在樹脂的聚合物基質中。這些帶電離子將容易與相反電荷的離子結合,這些離子通過施加抗衡離子溶液而被輸送。這些反離子將繼續與官能團結合,直至達到平衡。
混合離子交換器簡稱為混床。是指在一個交換容器當中,把陰陽離子交換樹脂按照一定的比例進行填裝,在混合均勻的狀態下,進行陰陽離子交換,從而去除水中的鹽分,達到出水的水質≥5MΩcm。去離子的目的是想將溶解在水當中的無機離子排除出去,與硬水通過軟化水設備軟化是一樣道理,也是利用離子交換樹脂的原理。使用兩種樹脂,陰陽離子樹脂。陽離子交換樹脂使用氫離子來交換陽離子,而陰離子交換使用氫氧根離子來交換陽離子,氫離子與氫氧根離子相互結合成為中性的水,具體的反應的方程式如下:
M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1
A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1
⑨ 陰離子交換樹脂的合成反應
離子交換樹脂是分子中含有活性基團而能與其他物質進行離子交換的樹脂 通常可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類 前者具有酸性功能團(如磺酸基)而能與溶液中陽離子進行交換 後者具有鹼性功能團(如氨基)而能與溶液中陰離子進行交換
製造過程一般可分兩階段(以苯乙烯型離子交換樹脂的合成為例)(1)合成交聯高聚物母體 將苯乙烯和二乙烯苯經懸浮共聚而製得交聯結構的顆粒狀的苯乙烯 二乙烯苯共聚物 樹脂顆粒直徑為0.2~2.0毫米 單體中二乙烯苯的重量百分數習慣上稱做 交聯度 一般在4~12%
(2)引入具有離子交換能力的功能團 顆粒狀樹脂用濃硫酸磺化 在高分子鏈的苯環上引入磺酸基 便成強酸性陽離子交換樹脂 當苯環上引入季節銨鹽基時 縮便成為強鹼性陰離子交換樹脂 引入螯合基團如一
N(CH2COOH)2 製得螯合離子交換樹脂
表徵離子交換樹脂交換能力的指標有 (1)重量交換容量 即每克干樹脂所能交換離子的毫克當量數
【meq/g(干】 (2)體積交換容量 即每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當樹量(meq/ml) 廣泛用於水 糖溶液甘油等的凈化 金屬的回收 離子的分離和測定以及用作有機合成的催化劑等
常見的陰離子交換樹脂是季銨型強鹼性樹脂 是以苯乙烯和二乙烯苯共聚 經錄甲基化反應及胺化反應製得
⑩ 陰離子交換樹脂的原理大家了解嗎
陰離子交換樹脂的來原理:自
陰離子交換樹脂含有大量的鹼性基團,比如說羧基-COOH,陰離子交換樹脂在水中離解出OH-。具有功能團-N+(CH3)3,在氫氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以快速的放出來,與水中的陰離子進行交換,陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除。