液体通过交换树脂，树脂官能团上的离子与水中阳离子相互交换。
2. 钠型阳离子交换树脂为什么变黑
树脂在使用过程中，由于受到有害杂质（如铁化物、有机物等）的污染，就版会发生树脂“中毒权”事故。发生铁“中毒”的树脂，从外观上看，颜色由透明的黄色（阳树脂）或乳白色（阴树脂）明显变深，严重者甚至呈黑色。
造成树脂铁“中毒”的原因主要有4方面：①水源是含铁量高的地下水或被铁污染的地表水；②进水管道或交换器内部被腐蚀产生了铁化物；③再生剂中含有铁杂质；④水中含有大分子有机物。
3. 阳离子交换树脂的用途和原理
阳树脂分弱树脂和强树脂两大类。分子式H-R（当然也可以是Na-R型）, H就是氢离回子。树脂高度约0.8米到1.6米。当答水从上向下，通过树脂层时，水中的阳离子与树脂的H离子发生交换，树脂最上层是铁钙镁离子，接着是钾钠氨离子。
出水水质是酸性的，PH值一般小于3。当运行约一天左右时，出水开始出现钠离子，表示反应到了终点，需要用酸（HCl）反洗，将钠钙离子再置换出来。
4. 为什么要使用变色离子交换树脂
变色离子交换树脂能够监测和控制给水、凝结水和蒸汽的氢电导率，是保证水专汽质量，控制火电厂属水汽系统腐蚀结垢的重要手段之一。
由于水汽中氨的浓度、取样流速经常变化，加上机组启停等原因，难以判断H型交换柱何时失效。H型交换柱失效初期，由于少量铵离子穿透，使氢电导率测量值偏低；
当H型交换柱完全失效，大量铵离子透过，氢电导率测量值又偏高。因此，当交换柱失效后引起氢电导率变化时，难以及时判断是水质恶化还是交换柱失效。
目前国外采取的解决办法是采用变色阳离子交换树脂，失效层与未失效层颜色不同，可以在H型交换柱失效前及时进行再生处理，及时发现水质恶化问题并及时采取解决措施。
5. 阳离子交换树脂的工作原理是怎么样的
阳离子交换树脂吸附交换原理
强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。
弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团，如羧基－COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO－(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
其实阳离子交换树脂在我们实际使用过程中，一般都是将树脂变味其他离子形式进行运行，以满足各种场景使用需求。例如经常会将强酸性的阳离子交换树脂和NaCl一起转变为钠型的树脂后再投入使用，当树脂置换过程中就会放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附，除去这些离子。反应时没有放出H+，可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。
而且这类树脂以钠型状态运行使用后，可直接用盐水对树脂进行再生(不用强酸)。
6. 阳离子交换树脂与阴离子交换树脂的区别
区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类，它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类，阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类 (或再分出中强酸和中强碱性类)。
离子交换树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力，对它们的吸附有选择性。各种离子受树脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律，但不同的树脂可能略有差异。主要规律如下： (1) 对阳离子的吸附 高价离子通常被优先吸附，而低价离子的吸附较弱。在同价的同类离子中，直径较大的离子的被吸附较强。一些阳离子被吸附的顺序如下： Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+ (2) 对阴离子的吸附 强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为： SO42－> NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－ 弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下： OH－> 柠檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－ (3) 对有色物的吸附 糖液脱色常使用强碱性阴离子树脂，它对拟黑色素(还原糖与氨基酸反应产物)和还原糖的碱性分解产物的吸附较强，而对焦糖色素的吸附较弱。这被认为是由于前两者通常带负电，而焦糖的电荷很弱。 通常，交联度高的树脂对离子的选择性较强，大孔结构树脂的选择性小于凝胶型树脂。这种选择性在稀溶液中较大，在浓溶液中较小。
7. 离子交换树脂鉴别实验树脂变色的原因
离子交换树脂为什么会变色？
离子交换树脂是一种离子物质，在版运输、储存或者权是使用中，可能会接触到一些其他的物质，离子交换树脂会变色主要就是因为与其他物质发生接触，导致离子形态发生变化，从而导致树脂变色，树脂被污染也会导致树脂变色。
离子交换树脂变色的因素有哪些？
1.温度：一般树脂在长时间在高温的环境中储存，就会有一定的残留物渗漏，导致树脂颜色变深或者泛红，如果在使用时温度达到180℃甚至更高，那么树脂就会发生老化，颜色也会变黄。
2.污染：一般树脂被污染之后，树脂的颜色就会发生一定变化，树脂被污染而发生变色是最为常见的一种，比如说001*7树脂，在被氧化剂污染时，树脂的颜色就会明显变淡，再比如201*7，被铁污染或者有机物污染时，颜色会加深，严重可能会变为黑色。
3.树脂在使用的过程中，树脂的吸附能力越来越少，树脂的颜色也会越来越淡，而树脂再生时，树脂的颜色就会越来越深，这个是属于正常现象，只要产水质量没有问题就可以继续使用。
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8. 阳离子交换树脂的物理性质
1、离子交换树脂颗粒尺寸：
离子交换树脂一般呈颗粒状，树脂颗粒的尺寸是非常重要的，如果树脂颗粒尺寸大的话，反应速度就比较慢一些，而树脂颗粒尺寸小，反应速度较快，但是液体通过的阻力也比较大，需要较高的工作压力，所以树脂颗粒的大小一般是经过严格筛选才能够确定，大多数的树脂的尺寸的有效粒径在0.4～0.6mm左右。
2、离子交换树脂的密度：
离子交换树脂的密度有两种，一种是树脂干燥时的密度，被称为真密度，另外一种是树脂湿润时的密度，被称为视密度。树脂的密度和树脂的交联度是息息相关的，交联度高的树脂密度一般也较高，而强酸性或强碱性的树脂要比弱酸性或弱碱性树脂的密度高一些。
3、离子交换树脂的溶解性：
离子交换树脂一般情况下是不溶性物质，不过树脂在合成的过程中，可能会加入一些聚合度较低的物质，就会导致树脂在工作时将这些物质溶解出来，根据统计交联度较低和含活性基团多的树脂，溶解倾向较大，我们在选择树脂时也要考虑到树脂溶解性能不能符合自己的要求。
4、离子交换树脂的耐用性：
离子交换树脂在运输、储存、使用时，树脂可能会发生摩擦、膨胀或者收缩等变化，长期使用后，还可以会发生树脂破损等现象，所以在选择树脂时，树脂的机械强度和耐磨性也是非常重要的一点，一般交联度低的树脂，耐磨性也较低。
5、离子交换树脂的膨胀度：
离子交换树脂体内本身就含有一定的水分，还有其他的亲水基团，使用树脂在与水接触时，就会发生树脂膨胀的现象，树脂在转型时，也会发生膨胀，比如树脂由氢型转为钠型时，树脂就会发生膨胀，一般情况下，树脂的交联度越低，膨胀度就越大，所以在树脂在装填时需要根据树脂膨胀的大小，确认树脂装填的高度。
6、离子交换树脂的水分：
一定离子型态的树脂其颗粒内所含的平衡水量是该树脂的固有特性。同种树脂，不同的离子型态，其含水量也是不同的。为此，国家标准也规定了各种树脂在特定的离子型态下的含水量。树脂在使用的过程中，随着各种因素对树脂的损害，其含水量也会发生变化。因此，树脂含水量的变化大小，也是判断树脂受损性程度的依据之一。
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9. 阳离子交换树脂的用途和原理
(1)
强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－so3h，容易在溶液中离解出h+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如so3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的h+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与h+结合而恢复原来的组成。
(2)
弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团，如羧基－cooh，能在水中离解出h+
而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如r-coo－(r为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱，在低ph下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如ph5～14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
(3)
强碱性阴离子树脂
这类树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)－nr3oh(r为碳氢基团)，能在水中离解出oh－而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。
这种树脂的离解性很强，在不同ph下都能正常工作。它用强碱(如naoh)进行再生。
(4)
弱碱性阴离子树脂
这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基(亦称一级胺基)-nh2、仲胺基(二级胺基)-nhr、或叔胺基(三级胺基)-nr2，它们在水中能离解出oh－而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如ph1～9)下工作。它可用na2co3、nh4oh进行再生。
10. 如何去正确的分辨阴阳离子交换树脂
如何鉴别树脂的类型？
1.首先需要取出未知的树脂样品，一般2ml左右即可，放入试专管后，需要将树脂上属的水吸去。
2.再使用加入1N HCl 15mL，摇晃1-2分钟，再将树脂上方的液体吸去，重复2-3次。
3.再使用水，清洗树脂，将树脂上的水吸去。水洗2-3次左右。
4.再加入10%CuSO4溶液5mL，摇晃1分钟，放置5分钟左右。
5.这个时候树脂会两种不同的变化，一种是颜色变为浅绿色，另外一种变化是颜色不变。
6.如果颜色变为变为浅绿色，则使用5N的氨液2mL，摇晃1分钟左右，在进行水洗，如果水洗之后变为深蓝色，那么就是强酸性阳离子树脂，如果水洗后颜色不变，就是弱酸性阳离子树脂。
7.如果颜色不变，那么可以使用1N NaOH15mL摇晃1分钟左右，进行水洗，水洗之后再加入酚酞，再次水洗，这时如果颜色变为红色，那么就是强碱性阴离子树脂，如果颜色无变化，可以再使用1mol/L HCl 5mL，摇动1-2min，然后用纯水清洗2-3次加入5滴甲基红，摇动1min，用纯水充分清洗。如果出现颜色为桃红色，则为弱酸性阳离子交换树脂。如果树脂依然颜色不变，那么树脂则无离子交换能力。
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