离子交换法溶液浓度

A. 硫酸钙溶度积的测定

难溶强电解质溶度抄积常数Ksp的测定一、 实验目的1、 了解极稀溶液浓度的测量方法;2、 了解测定难溶盐Ksp的方法;3、 巩固活度、活度系数、浓度的概念及相关关系。二、 实验原理 在一定温度下，一种难溶盐电解质的饱和溶液在溶液中形成一种多项离子平衡，一般表示式为:这个平衡常数Ksp称为溶度积常数，或简称溶度积，严格地讲Ksp应为相应个离子活度的乘积，因为溶液中个离子有牵制的作用，但考虑的难容电解质饱和溶液中离子强度很小，可警世的用浓度来代替活度。就AgCl而言 从上式可知，若测出难溶电解质饱和溶液中个离子的浓度，就可以计算出溶度积Ksp。因此测量最终还是测量离子浓度的问题。若设计出一种测量浓度的方法，就找到了测量Ksp的方法。具体测量浓度的方法，包括滴定法(如AgCl溶度积的测定)，离子交换法(如CuSO4溶度积的测定)，电导法(如AgCl溶度积的测定)，离子电极法(如氯化铅溶度积的测定)，电极电势法(Ksp与电极电势的关系)，即分光光度法(如碘酸铜溶度积的测定)等

B. 离子交换原理

离子交换的基本原理 离子交换的选择性定义为离子交换剂对于某些离子显示优先活性的性质。离子交换树脂吸附各种离子的能力不一，有些离子易被交换树脂吸附，但吸着后要把它置换下来就比较困难；而另一些离子很难被吸着，但被置换下来却比较容易，这种性能称为离子交换的选择性。离子交换树脂对水中不同离子的选择性与树脂的交联度、交换基团、可交换离子的性质、水中离子的浓度和水的温度等因素有关。离子交换作用即溶液中的可交换离子与交换基团上的可交换离子发生交换。一般来说，离子交换树脂对价数较高的离子的选择性较大。对于同价离子，则对离子半径较小的离子的选择性较大。在同族同价的金属离子中，原子序数较大的离子其水合半径较小，阳离子交换树脂对其的选择性较大。对于丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂来说，它对一些离子的选择性顺序为：H+>Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na十。 离子交换反应是可逆反应，但是这种可逆反应并不是在均相溶液中进行的，而是在固态的树脂和溶液的接触界面间发生的。这种反应的可逆性使离子交换树脂可以反复使用。以D113型离子交换树脂制备硫酸钙晶须为例说明： D113丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂是一种大孔型离子交换树脂，其内部的网状结构中有无数四通八达的孔道，孔道里面充满了水分子，在孔道的一定部位上分布着可提供交换离子的交换基团。当硫酸锌溶液中的Zn2+，S042-扩散到树脂的孔道中时，由于该树脂对Zn2+选择性强于对Ca2+的选择性，，所以Zn2+就与树脂孔道中的交换基团Ca2+发生快速的交换反应，被交换下来的Ca2+遇到扩散进入孔道的S042-发生沉淀反应，生成硫酸钙沉淀。其过程大致为：
(1)边界水膜内的扩散 水中的Zn2+，S042-离子向树脂颗粒表面迁移，并扩散通过树脂表面的边界水膜层，到达树脂表面； (2)交联网孔内的扩散(或称孔道扩散) Zn2+，S042-离子进入树脂颗粒内部的交联网孔，并进行扩散，到达交换点；
(3)离子交换 Zn2+与树脂基团上的可交换的Ca2+进行交换反应；
(4)交联网孔内的扩散 被交换下来的Ca2+在树脂内部交联网孔中向树脂表面扩散；部分交换下来的Ca2+在扩散过程中遇到由外部扩散进入孔径的S042-发生沉淀反应，生成CaS04沉淀；
(5)边界水膜内的扩散 没有发生沉淀反应的部分Ca2+扩散通过树脂颗粒表面的边界水膜层，并进入水溶液中。 此外，由于离子交换以及沉淀反应的速度很快，硫酸钙沉淀基本在树脂的孔道里生成，因此树脂的孔道就限制了沉淀的生长及形貌，对其具有一定的规整作用。通过调整搅拌速度、反应温度等外界条件，可以使树脂颗粒及其内部孔道发生相应的变化，这样当沉淀在树脂孔道中生成后，就得到了不同尺寸和形貌的硫酸钙沉淀。

C. 判断：标准溶液浓度的表示方法一般有物质的量浓度和滴定度两种

滴定度也是溶液浓度表示方法的一种，用每毫升标准溶液相当于被测物质的毫克数来表示，进行化学分析时，是为了检测被测物质的含量，用滴定度计算比较方便。滴定过程中，被测物质与标准溶液恰好反应完全时，被测物质与消耗标准溶液的量（摩尔数）相等，因此可根据标准溶液的量浓度计算出被测物质的滴定度，计算公式：t=c*m，c是标准溶液的浓度，单位mol/l，一定要注意标准溶液的基本单元，如c(1/2h2so4)=0.1000mol/l和c(h2so4)=0.1000mol/l不一样；m是被测物质的、和标准溶液基本单元相当的被测物质的摩尔质量；滴定度t的单位是mg/ml。如：在离子交换法测水泥三氧化硫时，用树脂将硫酸钙转换成硫酸，然后用0.05mol/l氢氧化钠标准溶液滴定生成的硫酸，反应关系：1/2so3—1/2h2so4—naoh
，则t(so3)=0.05*40.03=2.0015mg/ml，用的是1/2so3的摩尔质量。我有一篇文档“水泥化学分析基本知识”，其中有滴定度及化学分析中的有关计算，网络一下，希望对你有所帮组。

D. 用离子交换法从海带中提取碘是一种较为先进的制碘工艺应用技术。 ①浸泡海带：取海带500g，加13～15倍水