離子交換無機

① 天然水中最主要的無機鹽雜質是什麼試述離子交換法的原理

水中的雜質分很多類，包括固體顆粒（懸浮物、泥沙等），膠體，微生物，有機回物，最小的就是溶解性的無答機鹽（陰陽離子）。出去水中無機鹽離子的方法，傳統的是離子交換（化學法），目前最通用的是反滲透法（物理法）。

下圖解釋了陰陽離子交換樹脂與水中的陰陽離子交換的工作原理。

拿陽離子交換樹脂RH來說，它會吸附水中的陽離子Na+,Ca2+等等，釋放H+到水中，H+與陰離子交換樹脂釋放出來的OH-結合成水，所以會產水比較純的水。

② 離子交換樹脂如何去除水中無機鹽

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：
離子交版換樹脂作用環境權中的水溶液中，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。

③ 什麼是離子交換過程，影響離子交換過程的因素有哪些

離子交換是藉助於固體離子交換劑中的離子與稀溶液中的離子進行交換,以達到提取或去除溶液中某些離子的目的。它是一種屬於傳質分離過程的單元操作。

離子交換法
一、前言
離子交換法(ion exchange process)是液相中的離子和固相中離子間所進行的的一種可逆性化學反應，當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時，便會被離子交換固體吸附，為維持水溶液的電中性，所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。

離子交換樹脂一般呈現多孔狀或顆粒狀，其大小約為0.1~1mm，其離子交換能力依其交換能力特徵可分：

1.
強酸型陽離子交換樹脂：主要含有強酸性的反應基如磺酸基（－SO3H），此離子交換樹脂可以交換所有的陽離子。

2.
弱酸型陽離子交換樹脂：具有較弱的反應基如羧基（－COOH基），此離子交換樹脂僅可交換弱鹼中的陽離子如Ca2+、Mg2+，對於強鹼中的離子如Ca2+、K+等無法進行交換。

3.
強鹼型陰離子交換樹脂：主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之－N+(CH3)3，在氫氧形式下，－N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出，以進行交換，強鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除。

4.
弱鹼型陰離子交換樹脂：具有較弱的反應基如氨基，僅能去除強酸中的陰離子如SO42-，Cl－或NO3－，對於HCO3－，CO32－或SiO42－則無法去除。

不論是離子交換樹脂或是沸石，都有其一定的可交換基濃度，稱為離子交換容量(ion exchange capacity)。對陽離子交換樹脂而言，大約在200~500meq/100g。因為陽離子交換為一化學反應，故必須遵守質量平衡定律。離子交換樹脂的一般方程式可以表示如下：
全文請看：
http://www.qlhw.cn/ShiYan/UploadFiles/200501/20050106235836920.doc

離子交換的基本知識
為了除去水中離子態雜質,現在採用得最普遍的方法是離子交換。這種方法可以將水中離子態雜質清除得以較徹底，因而能製得很純的水。所以，在熱力發電廠鍋爐用水的制備工藝中，它是一個必要的步驟。

離子交換處理，必須用一種稱做離子交換劑的物質（簡稱交換劑）來進行。這種物質遇水時，可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號的離子相互交換，離子交換劑的種類很多，有天然和人造、有機和無機、陽離子型和陰離子型等之分，大概情況如表所示。此外，按結構特徵來分，還有大孔型和凝膠型等。
全文請看：
http://www.qlhw.cn/ShiYan/UploadFiles/200501/20050107000541376.doc

④ 為何蒸餾法和離子交換法能去除水中的無機雜質

蒸餾法是將水加熱至沸騰，只有水蒸氣冒出然後凝結，凝結水當然不含雜質了專。
離子交換法屬是利用陰陽離子交換技術，利用陰（陽）離子交換樹脂，以樹脂中陰（陽）離子基團，
交換水中對應陰（陽）離子，例如H型陽樹脂，可以以H離子置換掉水中陽離子，如鈣鎂離子等，從而達到去除水中離子目的。
陰陽離子交換樹脂均有多種型號，不同型號置換後釋放到水中離子有差別，交換速率等也有差別，需要按實際需要選擇。

⑤ 為什麼蒸餾法和離子交換法能去除水中的無機雜質

蒸餾法中無機雜質留在了蒸餾器的底部,而水蒸發後被冷凝收集於另外的容器中.
離子交換法原理是：一般至少有兩個交換柱.水先通過陽離子交換柱.當水通過陽離子交換柱時,水中金屬陽離子M與交換柱上的氫離子發生交換反應,M吸附到交換樹脂上,交換樹脂上的氫離子被交換下來進入水溶液；當水通過陰離子離子交換柱時,水中陰離子L與交換柱上的氫氧根離子發生交換反應,L吸附到交換樹脂上,交換樹脂上的氫氧根離子被交換下來進入水溶液.進入溶液的氫離子和氫氧根離子結合形成水.這樣水就純化了.

⑥ 為什麼蒸餾法和離子交換法能去除水中的無機雜質

天然水中含有氯化鈉、氯化鎂、硫酸鎂、氯化鈣等無機鹽雜質，蒸餾法可以將水蒸發冷卻後形成所謂的蒸餾水，水從液相轉換為氣相的過程中，無機鹽雜質被沉澱去除。離子交換法去除水中無機鹽雜質原理為：
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。
如前所述，合成的離子交換樹脂是一種帶有交聯劑的高分子化合物，有許多水能滲入的網孔，交換劑的內部是一個立體的網狀結構作為骨架，這些網組成了無數的四通八達的孔隙，孔隙裡面充滿了水。在孔隙的一定部位上有一個可以自由活動的交換離子。當離子交換樹脂和水溶液接觸時，水溶液即通過這些網狀結構的孔滲入其內，離子交換樹脂進行離解，結果是一定數量的離子（H型離子交換樹脂為氫離子，OH型離子交換樹脂為氫氧根離子）進入圍繞離子交換樹脂顆粒四周的水溶液中，形成離子霧。
離子交換樹脂與水溶液中離子的交換過程，實際上就是離子霧中的離子與水溶液中的離子的相互交換過程，其機理可以用雙電層理論進行解釋。
這種理論是將離子交換樹脂看作具有膠體型結構的物質，即在離子交換樹脂的高分子表面上有和膠體表面相似的雙電層。也就是說，在離子交換樹脂的高分子表面有兩層離子，緊挨著高分子表面的一層離子（如強酸性陽樹脂中的—SO3-），稱為內層離子，在其外面的是一層符號相反的離子層（如強酸性陽樹脂中的H+）。和內層離子符號相同的離子稱為同離子，符號相反的稱為反離子。

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⑧ 為什麼蒸餾法和離子交換法能去除水中的無機雜質

蒸餾法的話主要是利用水蒸發的原因來提純的。由於無機鹽並不容易揮發，所以把蒸發的水蒸氣冷凝就得到純水了。
離子交換法是水中的無機鹽離子和離子交換樹脂發生離子交換，使得這些無機鹽被吸附，這樣水就得到凈化了。

⑨ 離子交換劑的介紹

凡是能夠進行離子交換的這類物質都稱為離子交換劑。離子交換劑分無機質類和有機內質容類兩大類。無機質類又可分天然的——如海綠砂；人造的——如合成沸石。有機質類又分碳質和合成樹脂兩類。其中碳質類如磺化煤等；合成樹脂類分陽離子型——如強酸性和弱酸性樹脂；陰離子型——如強鹼性和弱鹼性樹脂、兩性樹脂和螯合樹脂等類。