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離子交換的原則

發布時間:2022-09-26 03:47:01

❶ 土壤膠體上的陽離子與土壤溶液中的發生陽離子交換反應中遵循的原則是什麼(電荷相等)

陽離子交換使土壤比較重要的性質之一,使土壤本身的特有屬性,主要原因就是土壤膠體的負電特性,其電荷分為可變電荷和固定電荷,當pH較低時(到達等電點時),整個性質就會發生變化.陽離子交換,顧名思義,負電荷的土壤膠體表面吸附有一些可交換態的陽離子如K、Mg、Ca等,當污染物特別是重金屬類物質與土壤接觸時,由於其於土壤膠體表面基團具有更強的結合能力,從而取代部分正電性基團,但是陽離子交換過程並不穩定,屬於靜電作用,因此自身並不穩定,如上述內容所說,易受pH影響,低pH條件下容易被淋洗.同時由於其具有很強的水溶性,因此生物有效性較高,容易被動植物吸收而貯藏在體內,是土壤化學反應較為活躍的一部分,受土壤環境影響較大.吸附作用是一種泛稱,涉及內容較多,分配、離子交換、絡合等都包括在內,以有機質吸附為例,土壤環境中存在很多的有機污染物如農葯(有機氯、有機磷)、PAH、PCBs等,通過分配作用,這些污染物易與土壤中的腐殖質、植物殘體、黑炭等結合,這一過程既可以促進有機污染物的分解,也可以抑制該過程.例如一些污染物進入當碳粒內部,從而抑制微生物的降解,也就限制了污染物的降解,但是也有一部分可能絡合在碳顆粒表面,碳粒表層有較大的比表面積,提供了大量的微生物附著位點,為其降解提供了條件,本身也可以當做電子受體.這一問題應因具體環境而異,因污染物性質變化而異,環境是復雜的體系,具體結果如何完全看如何讀復雜過程進行解讀,現在很多過程還是無法解釋清楚的,我們目前位置的是控制條件,找出影響因素,因此並不是雖有條件都適用的.

❷ 離子交換樹脂的選擇原則是什麼

你這問題問的太籠統,我就拿離子交換樹脂在水處理工業上的應用為例說明如下:
離子交換原理
應用離子交換樹脂進行水處理時,離子交換樹脂可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號電荷的離子相互交換而達到凈化水的目的.
如H型陽離子交換樹脂遇到含有Ca2+、Na+的水時,發生如下反應:
2RH + Ca2+ → R2Ca + 2H+
RH + Na+ → RNa + H+
當OH型陰離子交換樹脂遇到含有Cl-、SO42-的水時,其反應為:
ROH + Cl- → RCl + OH-
2ROH + SO42- → R2SO4 +2OH-
反應的結果是水中的雜質離子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分別被吸著在樹脂上,樹脂由H型和OH型變為Ca型、Na型和Cl型SO4型,而樹脂上的H+、OH-則進入水中,相互結合成為水,從而除去水中的雜質離子,製得純水.
H+ + OH- → H2O
離子交換樹脂的離子與水中的離子之間所以能進行交換,是在於離子交換樹脂有可交換的活動離子.而且因為離子交換樹脂是多孔的,即在樹脂顆粒中存在著許多水能滲入其內的微小網孔,這樣使樹脂和水有很大的接觸面,不僅能在樹脂顆粒的外表面進行交換,而且在與水接觸的網孔內也可以進行這一交換.

❸ 2. 陽離子交換的原則是什麼

離子交換原理
應用離子交換樹脂進行水處理時,離子交換樹脂可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號電荷的離子相互交換而達到凈化水的目的.
如H型陽離子交換樹脂遇到含有Ca2+、Na+的水時,發生如下反應:
2RH + Ca2+ → R2Ca + 2H+
RH + Na+ → RNa + H+
當OH型陰離子交換樹脂遇到含有Cl-、SO42-的水時,其反應為:
ROH + Cl- → RCl + OH-
2ROH + SO42- → R2SO4 +2OH-
反應的結果是水中的雜質離子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分別被吸著在樹脂上,樹脂由H型和OH型變為Ca型、Na型和Cl型SO4型,而樹脂上的H+、OH-則進入水中,相互結合成為水,從而除去水中的雜質離子,製得純水.
H+ + OH- → H2O
離子交換樹脂的離子與水中的離子之間所以能進行交換,是在於離子交換樹脂有可交換的活動離子.而且因為離子交換樹脂是多孔的,即在樹脂顆粒中存在著許多水能滲入其內的微小網孔,這樣使樹脂和水有很大的接觸面,不僅能在樹脂顆粒的外表面進行交換,而且在與水接觸的網孔內也可以進行這一交換.

❹ 離子交換怎麼試驗

離子交換法是一種藉助於離子交換劑上的離子和廢水中的離子進行交換反應而除去廢水中有害離子的方法。離子交換是一種特殊吸附過程,通常是可逆性化學吸附;其特點是吸附水中離子化物質,並進行等電荷的離子交換。
離子交換劑分無機的離子交換劑如天然沸石,人工合成沸石,及有機的離子交換劑如磺化煤和各種離子交換樹脂。
在應用離子交換法進行水處理時,需要根據離子交換樹脂的性能設計離子交換設備,決定交換設備的運行周期和再生處理。通過本實驗希望達到下述目的:
1) 加深對離子交換基本理論的理解;學會離子交換樹脂的鑒別;
2) 學會離子交換設備操作方法;
3) 學會使用手持式鹽度計,掌握pH計、電導率儀的校正及測量方法。
二、實驗內容和原理
由於離子交換樹脂具有交換基因,其中的可游離交換離子能與水中的同性離子進行等當量交換。 用酸性陽離子交換樹脂除去水中陽離子,反應式如下:
nRH + M+n → RnM + nH+
M——陽離子 n——離子價數
R——交換樹脂
用鹼性陰離子交換樹脂除去水中的陰離子,反應式如下:
nROH + Y−n → RnY + nOH-
Y——陰離子
離子交換法是固體吸附的一種特殊形式,因此也可以用解吸法來解吸,進行樹脂再生。
本實驗採用自來水為進水,進行離子交換處理。因為自來水中含有較多量的陰、陽離
子,如Cl¯, NH4+,Ca,Mg,Fe,Al,K,Na等。在某些工農業生產、科研、醫療衛生等工作中所用的水,以及某些廢水深度處理過程中,都需要除去水中的這些離子。而採用離子交換樹脂來達到目的是可行的方法。

❺ 鹽酸鹽與鈉鹽進行離子交換反應,最後形成什麼化學鍵

這需要看情況回答。
離子交換反應原則上是在(水)溶液中進行的。那麼鹽酸鹽與專鈉鹽反應,需要屬生成難溶物質或弱電解質(氣體在這里的可能性不是很大)。最後形成的NaCl和另一種新鹽,由於在水溶液中,實際上的狀態是溶液中的陰陽離子均被水分子包裹,因此不能說有離子鍵。只有沉澱,以及將溶液蒸發後形成的晶體內,是(新的)離子鍵。

❻ 離子反應問題!

有離子參加的化學反應。離子反應的本質是某些離子濃度發生改變。常見離子反應多在水溶液中進行。根據反應原理,離子反應可分為復分解、鹽類水解、氧化還原、絡合4個類型;也可根據參加反應的微粒,分為離子間、離子與分子間、離子與原子間的反應等。極濃的電解質跟固態物質反應時,應根據反應的本質來確定是否屬於離子反應。例如,濃硫酸跟銅反應時,表現的是硫酸分子的氧化性,故不屬於離子反應;濃硫酸跟固體亞硫酸鈉反應時,實際上是氫離子跟亞硫酸根離子間的作用,屬於離子反應。此外,離子化合物在熔融狀態也能發生離子反應。
用實際參加反應的離子符號寫成的方程式稱為離子方程式
1、離子反應的概念
在反應中有離子參加或有離子生成的反應稱為離子反應。在中學階段僅限於在溶液中進行的反應,可以說離子反應是指在水溶液中有電解質參加的一類反應。因為電解質在水溶液里發生的反應,其實質是該電解質電離出的離子在水溶液中的反應。
2、離子反應的特點
離子反應的反應速率快,相應離子間的反應不受其它離子的干擾。
3、離子反應的類型

(1)復分解反應

在溶液中酸、鹼、鹽之間互相交換離子的反應,一般為非氧化還原反應。

(2)有離子參加的氧化還原反應

①置換反應的離子反應

金屬單質與金屬陽離子之間的置換反應,如Fe與CuSO4溶液的反應,實際上是Fe與Cu之間的置換反應。非金屬單質與非金屬陰離子之間的置換反應,如Cl2與NaBr溶液的反應,實際上是Cl2與Br之間的置換反應。
②其它一些有離子參加的氧化還原反應
如MnO2與濃HCl反應製取Cl2;Cu與FeCl3溶液反應生成FeCl2、CuCl2;Cl2與NaOH溶液反應生成NaCl、NaClO和水等。
這些離子反應發生的條件是:比較強的氧化劑和較強的還原劑反應,生成氧化性較弱的氧化產物和還原性較弱的還原產物。因此掌握一些常見離子的氧化性或還原性的相對強弱,是判斷這一類離子反應能否發生的重要依據。

(3)絡合反應型:

例如:Ag+2NH3→[Ag(NH3)2]
離子反應本質:反應物的某些離子濃度減少。
離子反應發生條件
①生成難溶的物質。如生成BaSO4、AgCl、CaCO3等。
②生成難電離的物質。如生成CH3COOH、H2O、NH3•H2O、HClO等。
③生成揮發性物質。如生成CO2、SO2、H2S等。
只要具備上述三個條件中的一個,離子互換反應即可發生。這是由於溶液中離子間相互作用生成難溶物質、難電離物質、易揮發物質時,都可使溶液中某幾種、自由移動離子濃度減小的緣故。若不能使某幾種自由移動離子濃度減小時,則該離子反應不能發生。如KNO3溶液與NaCl溶液混合後,因無難溶物質、難電離物質、易揮發物質生成,Na、Cl、K、NO3濃度都不減少,四種離子共存於溶液中,故不能發生離子反應。
(1)非氧化還原型的離子反應條件:
a.離子交換型:
例如:Ag++ Cl-= AgCl↓
離子交換後要有沉澱、氣體、弱電解質三者之一生成才能發生反應。
b.雙水解反應型:
例如:2Al ³++ 3CO3²- + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑
要生成更難溶解的物質或弱電解質才能發生離子反應。
c.絡合反應型:
例如:Ag++2NH3 → [Ag(NH3)2]
生成比簡單離子更穩定的絡離子,離子反應才能進行。
(2)氧化還原型離子反應條件:
在電解質溶液中能滿足「以強制弱」的氧化還原反應規律的反應,離子反應才能進行。
例如:Cl­2 + SO3² -+ H2O = 2Cl -+ SO4²- + 2H+
∵氧化性 還原性
∴此反應才能進行。
難點:離子在溶液中大量共存的規律。
即:向溶液中有關離子濃度減小的方向進行
判斷原則:在溶液中所有離子之間不能發生任何類型的反應,否則離子不能共存。
例如:生成沉澱的:如Ba²+與SO4²-,CO3²-;Ag與Cl-,SO4²-
(生成難電離的物質:H+與OH-;CH3COO與H+;NH4+與OH-;H+與F-)
(生成氣體(揮發性物質)如:H與CO3²-,S²-,SO3²-)
發生氧化還原: (H+)KMnO4與I-,S²-;Fe²+與Fe³+
發生中和反應:Fe²+,Al³+,Cu²+等是在溶液中顯酸性的離子,OH-,CO3²-,HCO3-,SO3²-等在溶液里則顯鹼性,酸鹼中和反應,則不可共存
強氧化性離子:MnO4- Cr2O7 ClO- Fe²+ (H+)NO3-
強還原性離子:S²- I- Fe HS Sn S2O3 SO3²- HSO3-
因發生氧化還原反應無法大量共存
離子反應中,不可以拆開的物質有:單質、氣體、沉澱、水、弱酸、弱鹼、氧化物及絕大部分有機物(有機鹽除外)
常見有色離子:Fe^3+:棕黃色 Fe^2+:淺綠色 Cu^2+:藍色 MnO4^-:紫色……
1.由於發生復分解反應,離子不能大量共存
(1)有氣體產生。例如:CO3、SO3、S、HCO3、HSO3、HS等易揮發的弱酸的酸根與H+不能大量共存。
(2)有沉澱生成。例如:Ba、Ca、Mg、Ag等不能與SO4、CO3等大量共存;Mg、Fe、Ag、Al、Zn、Cu、Fe等不能與OH大量共存;Pb與Cl,Fe與S、Ca2與PO4、Ag與Cl、Br、I等不能大量共存。
(3)有弱電解質生成。例如:OH-、CH3COO-、PO4³-、HPO4²-、H2PO4-、F、ClO-、AlO、SiO3²-、CN、C17H35COO、等與H+不能大量共存;一些酸式弱酸根,例如:HCO3-、HPO4²-、HS、H2PO4-、HSO3不能與OH-大量共存;NH4與OH不能大量共存。
(4)一些容易發生水解的離子,在溶液中的存在是有條件的:
① 例如:AlO2、S2-、CO3 2-、C6H5O-等必須在鹼性條件下才能在溶液中存在;
②再如:Fe2+、Al3+等必須在酸性條件下才能在溶液中存在。
這兩類離子不能同時存在在同一溶液中,即離子間能發生「雙水解」反應。例如:3AlO2-十Al3+十6H2O=4Al(OH)3↓等
典型雙水解的條件;弱酸跟、弱鹼根離子對應的酸鹼容易從體系中脫離。即生成沉澱、氣體或同時生成兩種沉澱

❼ 離子反應

有離子參加的化學反應。離子反應的本質是反應物的某些離子濃度的減小。常見離子反應多在水溶液中進行。根據反應原理,離子反應可分為復分解、鹽類水解、氧化還原、絡合4個類型;也可根據參加反應的微粒,分為離子間、離子與分子間、離子與原子間的反應等。極濃的電解質跟固態物質反應時,應根據反應的本質來確定是否屬於離子反應。例如,濃硫酸跟銅反應時,表現的是硫酸分子的氧化性,故不屬於離子反應;濃硫酸跟固體亞硫酸鈉反應時,實際上是氫離子跟亞硫酸根離子間的作用,屬於離子反應。此外,離子化合物在熔融狀態也能發生離子反應。
1、離子反應的概念
在反應中有離子參加或有離子生成的反應稱為離子反應。在中學階段僅限於在溶液中進行的反應,可以說離子反應是指在水溶液中有電解質參加的一類反應。因為電解質在水溶液里發生的反應,其實質是該電解質電離出的離子在水溶液中的反應。
2、離子反應的特點
離子反應的反應速率快,相應離子間的反應不受其它離子的干擾。
3、離子反應的類型
(1)離子互換反應
在溶液中酸、鹼、鹽之間互相交換離子的反應,一般為非氧化還原反應。
(2)離子互換反應發生的條件
①生成難溶的物質。如生成BaSO4、AgCl、CaCO3等。
②生成難電離的物質。如生成CH3COOH、H2O、NH3•H2O、HClO等。
③生成揮發性物質。如生成CO2、SO2、H2S等。
只要具備上述三個條件中的一個,離子互換反應即可發生。這是由於溶液中離子間相互作用生成難溶物質、難電離物質、易揮發物質時,都可使溶液中某幾種、自由移動離子濃度減小的緣故。若不能使某幾種自由移動離子濃度減小時,則該離子反應不能發生。如KNO3溶液與NaCl溶液混合後,因無難溶物質、難電離物質、易揮發物質生成,Na+、Cl-、K+、NO濃度都不減少,四種離子共存於溶液中,故不能發生離子反應。
(3)有離子參加的氧化還原反應
①置換反應的離子反應
金屬單質與金屬陽離子之間的置換反應,如Fe與CuSO4溶液的反應,實際上是Fe與Cu2+之間的置換反應。非金屬單質與非金屬陰離子之間的置換反應,如Cl2與NaBr溶液的反應,實際上是Cl2與Br-之間的置換反應。
②其它一些有離子參加的氧化還原反應
如MnO2與濃HCl反應製取Cl2;Cu與FeCl3溶液反應生成FeCl2、CuCl2;Cl2與NaOH溶液反應生成NaCl、NaClO和水等。
這些離子反應發生的條件是:比較強的氧化劑和較強的還原劑反應,生成氧化性較弱的氧化產物和還原性較弱的還原產物。因此掌握一些常見離子的氧化性或還原性的相對強弱,是判斷這一類離子反應能否發生的重要依據。
離子反應本質:反應物的某些離子濃度減少。
離子反應發生條件
(1)非氧化還原型的離子反應條件:
a.離子交換型:
例如:( Ag+) + (Cl-)=AgCl !
離子交換後要有沉澱、氣體、弱電解質三者之一生成才能發生反應。
b.雙水解反應型:
例如:2(Al 3+) + (3CO3 2-) + 3H2O=2Al(OH)3沉澱 +3CO2氣體
要生成更難溶解的物質或弱電解質才能發生離子反應。
c.絡合反應型:
例如:(Ag+)+2NH3→[Ag(NH3)2]+
生成比簡單離子更穩定的絡離子,離子反應才能進行。
(2)氧化還原型離子反應條件:
在電解質溶液中能滿足「以強制弱」的氧化還原反應規律的反應,離子反應才能進行。
例如:Cl2+(SO3 2-) + H2O=2Cl- + (SO4 2-) + 2H+
∵氧化性 還原性
∴此反應才能進行。
難點:離子在溶液中大量共存的規律。
即:向溶液中有關離子濃度減小的方向進行
判斷原則:在溶液中所有離子之間不能發生任何類型的反應,否則離子不能共存。
例如:生成沉澱的:如Ba2+與SO42-,CO32-;Ag+與Cl-,SO42-
(生成難電離的物質:H+與OH-;CH3COO-與H+;NH4+與OH-;H+與F-)
(生成氣體(揮發性物質)如:H+與CO32-,S2-,SO32-)
發生氧化還原: H+(KMnO4)與I-,S2-;Fe3+與
發生中和反應:Fe3+,Al3+,Cu2+等是在溶液中顯酸性的離子,OH-,CO3-,SO2-,SO3-,ClO4-等在溶液里則顯鹼性, 酸鹼中和反應 , 則不可共存
強氧化性離子:MnO4- Cr2O72- ClO- Fe3+ (H+)NO3-
強還原性離子:S2- I- Fe2+ HS- Sn2+ S2O32- SO32- HSO3-
因發生氧化還原反應無法大量共存
離子反應中,不可以拆開的物質有:單質、氣體、沉澱、水、弱酸、弱鹼、氧化物及絕大部分有機物(有機鹽除外)
有濃H2SO4參加的反應不是離子反應。
常見有色離子:Fe2+:淺綠色 Fe3+:黃色 Cu2+:藍色 MnO4+:紫色……

❽ 為什麼陽離子交換器要設在陰離子交換器的前面

原水如果先來通過強鹼陰離源子交換器,則碳酸鈣、氫氧化鎂和氫氧化鐵等沉澱附於樹脂表面,很難洗脫;如將其設置在強酸陽離子交換器後,則進入陰離子交換器的陽離子基本上只有H
,溶液呈酸性,可減少反離子的作用,使反應較徹底的進行。所以說陽離子交換器一般設在陰離子交換器前面。

❾ 離子交換樹脂的選擇原則是什麼

離子交換樹脂的吸附交換原理:

離子交換樹脂本身的離子一般是低價離子,所以離子交換樹脂在與水接觸時,根據樹脂的吸附選擇性,會將水中的高價離子吸附,將低價離子釋放,而這些被釋放的低價離子會與水中的其他離子結合,成為無害的物質,而在實際使用的過程中,經常都是將樹脂轉化為其他的離子形式進行使用,比如一般陽離子交換樹脂會轉化為鈉型樹脂再進行使用,從而達到軟化水的目的。


離子交換樹脂的吸附順序:

1.離子交換樹脂對陽離子的吸附順序:

Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+


2.強鹼性陰離子交換樹脂對陰離子的吸附順序:

SO42- > NO3- > Cl- > HCO3- > OH-


3.弱鹼性陰離子交換樹脂對陰離子的吸附順序:

OH- > 檸檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-

詳情點擊:離子交換樹脂的選擇性

❿ 離子交換樹脂的分離原理

原則上和分子集團的大小沒直接關系(有間接關系的),主要看的是被吸附集團的 極性,也就是電子雲的分布。看哪種更適合被樹脂吸附

但是分子基團的大小對電子雲的分布也是有些影響的,所以說有會有間接關系。

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