① 树脂交换离子的意义
为了除去水或溶液中的离子态杂质,目前采用的最广泛的方法是离子交换。离子交换,是指离子交换剂将本身所具有的某种与水中同符号电荷的离子发生相互交换的现象。
比如应用离子交换雀知树脂进行水处理时,离子交换树脂可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号电荷的离子相互交换而达到净化水的目的(下列反应式中R代表离子交换树脂)。
如H型阳离子交换树脂遇到含有Ca2+、Na+的水时改岁散,发生如下反应:
2RH + Ca2+ → R2Ca + 2H+
RH + Na+ → RNa + H+
当OH型阴离子交换树脂遇到含有Cl-、SO42-的水时,其反应为:
ROH + Cl- →RCl + OH-
2ROH + SO42- → R2SO4 +2OH-
反应的结果是水中的杂质离子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分别被吸着在树脂上,树脂由H型和OH型变为Ca型、Na型和Cl型SO4型,而树脂上的H+、OH-则进入水中,相互结合成为水,从而除去水中的杂质离子,制得纯水。
H+ + OH- → H2O
离子交换树脂的离子与水中的离子之间所以能进行交换,是在于离子交换树脂有可交换的活动离子。而且因为离子交换树脂是多孔的,即在树脂颗粒中存在着许多水能渗入其内的微小网孔,这样使树脂和水有很大的接触面,不仅能在树脂颗粒的外表面进行交换,而且在与水接触的网孔内也可以进行这一交换。
当然,离子交换不仅仅应用于常规水处理,还广泛的用于轻工、电子、食品发酵、生物制药、湿法冶金等众多领域的分离纯化工艺中,其基本作用原理就是通过同符号电荷的离子发生相互交换反应,达到分离和提纯的目核氏的。
② 钠型阳离子交换树脂和氢型阳离子交换树脂一样吗
你好朋友,钠型和氢型的阳离子交换树脂是完全不一样的,树脂的离子形式不同在使用当中回差别是完全不答同的。比如说钠型阳树脂,主要适用于硬水的软化去除钙镁离子;而氢型的阳树脂主要使用于纯水制备和超纯水的制备等。
③ 请问强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂(钠型)怎么转换成氢型急用。谢谢!
离子交换树脂能够转为哪些类型?
1、阳离子树脂可以使用氯化钠,进行转化成为钠型树专脂,属可以更好的对水中的钙镁等离子进行吸附,且树脂反应时不会释放出氢离子,再生时不需要使用强酸,而是使用食盐水进行再生,更加的安全。
2、阴离子交换树脂可以转化为氯型树脂,也可以转变为碳酸氢型,在工作时可以更好的将阴离子吸附,而且不再具有强碱性,但是却仍然具有离解性强和工作的pH范围宽广等能力。
3、树脂还可以使用氯化氢(HCl)转化,将树脂转化成为氢型树脂,其官能团中含有大量的氢离子,氢型树脂的大小一般在0.3-1.2mm之间,主要的作用就是将硬水软化,硬水中含有大量的钙、镁等离子,氢型树脂中的氢离子能够有效的将这些离子吸附、替换,将硬水软化成为软水,氢型树脂能够和纳型树脂相互转换。
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④ 什么是钠型树脂和氢型树脂
钠型树脂和氢型树脂是指阳离子交换树脂的两种型态
比如强酸阳树脂001x7,用于锅炉软化水处理时,采用NaCl溶液再生,此时再生态即为Na型,而运行失效态即为钙型,镁型;而用于除盐水制备时,则采用HCl溶液再生,此时再生态即为H型,而运行失效态即为Na型。
比如弱酸阳树脂D113,用于高浓盐水软化水处理时,采用HCl溶液再生,然后用NaOH溶液转型,此时再生态即为H型,而运行态是Na型,失效态即为钙型,镁型;而用于碱度较高的除碱软化水制备时,则采用HCl溶液再生,此时再生态即为H型,H离子与水中碱度(碳酸钠,碳酸氢钠,氢氧化钠发生第一步反应,Na离子被交换到弱酸阳树脂官能团上,置换下来的H离子与氢氧根生成水,与碳酸根,碳酸氢根生产二氧化碳和水,从而去除原水中的碱度。但是因为原水中还有硬度的存在,此时交换上去的Na离子还会与原水中的钙镁发生二步反应,钙镁离子被交换上去,置换下Na离子,从而达到去除碱度的同时,还能去除与碱度等当量的硬度。
希望我这样根据不同使用工况的交换原理分析,更能让网友们理解树脂不同型态下的交换原理和不同型态的交换作用。
⑤ 强酸性阳离子交换树脂的氢型与钠型有什么区别么
一、氢型阳离子交换树脂是什么?氢型阳离子交换树脂(有时简称「氢型树脂」)是一种人造有机聚合物产品。最常用的原料是:苯乙烯或丙烯酸(酯),先经过聚合反应生成具有三度空间立体网状结构的聚合物骨架(树脂母体),再于骨架上导入不同的「化学活性基」而成。由于它的活性基,如磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等,都含有活性氢离子,可在水中解离出来,用于与其它阳离子进行交换,所以特别在阳离子树脂名称之前再冠上「氢型」两字,以与同一系统的「钠型」种类有所区别。不过「钠型」可以利用强酸处理成为「氢型」,「氢型」也可以用「氢氧化钠」溶液处理成为「钠型」,即两型树脂实际上可以互相转换。氢型阳离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。和其它离子交换树脂一般,常被制成颗粒状,外观看起来有些像鱼卵,粒径大约在0.3
~
1.2
mm之间,但大部分在0.4
~
0.6
mm范围内。化学性质相当安定,摸起来硬而有弹性,机械强度也足够承受相当压力,颜色由白色至近乎黑色都有,颜色浅时呈透明状,深时呈半透明状,都有光鲜亮丽的树脂光泽。氢型阳离子交换树脂最常应用的地方,就是硬水的软化,即让硬水流过树脂层,把硬水中的「硬度离子」,如钙、镁等离子吸收在树脂中,就变成不带硬度离子的软水了,这也是阳离子交换树脂最初被制造的主要目的,但它在工业上应用没有「钠型」来的多,因为在软化过程中,它会直接释出氢离子,使水质呈酸性,可能会因此腐蚀相关金属设备。依需要的不同,它也可以应用到水质预处理工艺中,用作软化水质及降低pH值之用。
二、种类
树脂主要性质和类别之差异,在于它们的化学活性基种类之不同,因此氢型阳离子交换树脂可依活性基(一种官能基)种类不同,分成两种:强酸性阳离子交换树脂(strong-
acid
anion
exchange
resin)和弱酸性阳离子交换树脂(weak
-
acid
anion
exchange
resin)。强酸性阳离子交换树脂系因它的活性氢离子在水中很容易解离而得名,其骨架均为聚苯乙烯系统,主要产品是「磺酸型」强酸性阳离易解离而得名,骨架均为聚丙烯酸系统,主要产品是「羧酸型」弱酸性阳离子交换树脂,通常颜色较?白色或淡黄色球状子交换树脂,通常颜色较深,棕黄色至综色球状颗粒,以综色最常见;反之,弱酸性阳离子交换树脂则是因它的活性氢离子在水中比较不容颗粒,以淡黄色最常见。如果用化学反应来表示这两种树脂的差异性,我们可以描述如下(R代表树脂母体):
强酸性:
R-SO3H
→
R-SO3-
+
H+
(H+容易解离,在水中呈强酸性)弱酸性:
R-COOH
→
R-COO-
+
H+
(H+不易解离,在水中呈弱酸性)
由于强酸性阳离子交换树脂的解离能力很强,所以在任何酸性或碱性溶液中均能解离和产生离子交换作用,其作用pH范围介于1~14。反之,弱酸性阳离子交换树脂的解离能力很弱,只能在弱酸性至碱性溶液中解离和产生离子交换作用,其作用pH范围仅介于5~14。
⑥ 在酸性条件下用那种树脂材料
在酸性条件下用氢型阳树脂吸附氨基酸有较大的交换容量。
⑦ 树脂处理水原理
软水装置工作原理是利用离子交换技术,通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换,从而吸附水中多余的钙、镁离子,达到去除水垢的目的。
全自动软水装置中装有软化树脂,这种人造的离子交换树脂上有软性矿物质钠,可以与溶解在水中的钙、镁等硬性矿物质发生离子交换反应,而钠离子不会以水垢的形式堆积在物体表面上,所以对与它接触的物体危害很小。树脂是一种多孔不可溶性交换材料。
在软水装置中装有千百万颗微细的塑料球,所有小球都含有许多吸收正离子的负电荷交换位置。当树脂处在新生状态时,这些电荷交换位置被带正电荷的钠离子占据。树脂优先结合带较强电荷的阳离子,钙和镁离子的电荷比钠离子强,当含有钙、镁离子的水经过树脂贮槽时,钙、镁离子与树脂小珠接触,从交换位置上取代钠离子。经过离子交换后,钙、镁离子就被吸附在软水机内的树脂上,流出的水就变软了。最后,所有树脂都吸附满钙、镁离子后,就不能再进行工作了,而需要再生处理。
软水处理设备树脂的再生是用氯化钠和水的稀溶液进行的。在再生过程中,首先停止软化水机的工作水流,从盐水槽引出的盐水与另外的稀释水流混合,稀盐水溶液流经树脂,与附有钙、镁离子的树脂接触。尽管钙和镁离子带有的电比钠离子强,但浓盐溶液含有千百万个较弱电荷的钠离子,有取代数目较少的钙和镁离子的能力。这样,当钙、镁离子被取代交换后,树脂就再生了,便为下一次软化工作做好了准备。如此循环往复。
⑧ 市售的阳离子交换树脂大多数为钠型本次实验使用前为什么要交换成氢型
阳离子树脂和阴离子树脂的型桐谈区别:
阳离子树脂能和溶液中的阳离子交换;
阴离轮闹子树脂能和溶液中的阴离子交换。
离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、卜碰不溶性的高分子化合物。
⑨ 水处理中为何不能单独用氢型树脂进行水的软化
水的硬度主要由其中的阳离子:钙(Ca2+)、镁(Mg2+)离子构成。
当含有硬度的原水通过交换器的Na型树脂层时,水中的钙、镁离子被树脂吸附,同时释放出钠离子,这样交换器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水,当树脂吸附钙、镁离子达到一定的饱和度后,出水的硬度增大,此时软水器会按照预定的程序自动进行失效树脂的再生工作,利用较高浓度的氯化钠溶液(盐水)通过树脂,使失效的树脂重新恢复至钠型树脂。反应原理为:
2NaR
+
Ca2-
→
CaR2
+2Na
除盐水阴阳混床中阳树脂为H型,阴树脂为OH型,这样阳树脂交换了水中的阳离子,释放出H根离子,阴树脂交换了水中的阴离子,释放出OH根离子,阳树脂释放出的H+
与阴树脂释放出的OH-结合生成水,反应原理为:
HR
+
Na+
→
NaR
+
H+
ROH
+
Cl-
→
RCl
+
OH-
H+
+
OH-
→
H2O
⑩ 水处理树脂的介绍
水处理树脂分为阳离子树脂和阴离子树脂,阳离子树脂又细分为钠型内和氢型,钠型树脂将水中的钙镁离子交换容成钠离子,使水变软。氢型树脂是将水中的钙镁离子交换成氢离子使水软化.阴离子树脂中含被可置换的氢氧根离子,能置换出水中的酸根离子,同时使用阴离子树脂和氢型阳离子树脂可以将水变为纯净水。在水处理行业中离子交换就是水中的离子和离子交换树脂上的离子所进行的等电荷摩尔量的反应。