關(guan)於(yu)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)過(guo)程(cheng)的(de)機(ji)理(li)很(hen)多(duo),其(qi)中(zhong),最(zui)適(shi)於(yu)水(shui)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)的(de),是(shi)將(jiang)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)看(kan)作(zuo)具(ju)有(you)膠(jiao)體(ti)型(xing)結(jie)構(gou)的(de)物(wu)質(zhi),這(zhe)種(zhong)上(shang)觀(guan)點(dian)認(ren)為(wei),在(zai)離(li)子(zi)交(jiao)換樹脂的高分子表麵上有許多和膠體表麵相似的雙電層。也就是說這裏有兩層離子,緊鄰高分子表麵的一層離子稱為內層離子,在其外麵是一層符號相反的離子層。
與(yu)膠(jiao)體(ti)的(de)命(ming)名(ming)法(fa)相(xiang)似(si),我(wo)們(men)常(chang)把(ba)和(he)內(nei)層(ceng)離(li)子(zi)符(fu)號(hao)相(xiang)同(tong)的(de)離(li)子(zi)稱(cheng)作(zuo)同(tong)離(li)子(zi),符(fu)號(hao)相(xiang)反(fan)的(de)稱(cheng)反(fan)離(li)子(zi)。所(suo)以(yi)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)就(jiu)是(shi)樹(shu)脂(zhi)中(zhong)原(yuan)有(you)反(fan)離(li)子(zi)和(he)溶(rong)液(ye)中(zhong)它(ta)種(zhong)反(fan)離(li)子(zi)相(xiang)互(hu)交(jiao)換(huan)位(wei)置(zhi)。
根(gen)據(ju)膠(jiao)體(ti)結(jie)構(gou)的(de)概(gai)念(nian),雙(shuang)電(dian)層(ceng)中(zhong)的(de)反(fan)離(li)子(zi)按(an)其(qi)活(huo)動(dong)性(xing)的(de)大(da)小(xiao)可(ke)劃(hua)分(fen)為(wei)固(gu)定(ding)層(ceng)和(he)擴(kuo)散(san)層(ceng)。那(na)些(xie)活(huo)動(dong)性(xing)能(neng)差(cha),緊(jin)緊(jin)地(di)被(bei)吸(xi)附(fu)在(zai)高(gao)分(fen)子(zi)表(biao)麵(mian)的(de)離(li)子(zi)層(ceng),稱(cheng)為(wei)固(gu)定(ding)層(ceng),在(zai)其(qi)外(wai)側(ce),那(na)些(xie)活(huo)動(dong)性(xing)較(jiao)大(da),向(xiang)溶(rong)液(ye)中(zhong)逐(zhu)漸(jian)擴(kuo)散(san)的(de)反(fan)離(li)子(zi)層(ceng),稱(cheng)為(wei)擴(kuo)散(san)層(ceng),因(yin)為(wei)這(zhe)些(xie)反(fan)離(li)子(zi)像(xiang)地(di)球(qiu)上(shang)的(de)大(da)氣(qi)一(yi)樣(yang),籠(long)罩(zhao)在(zai)高(gao)分(fen)子(zi)表(biao)麵(mian)上(shang),故(gu)又(you)稱(cheng)為(wei)離(li)子(zi)氛(fen)。
neicengliziyikaohuaxuejianjiehezaigaofenzidegujiashang,gudingcengzhongdefanliziyikaoyidianhedexiyinlibeigudingzhe。erzaikuosancengzhongdefanlizi,youyushoudaoyidianhedexiyinlijiaoxiao,reyundongbijiaoxianzhu,suoyizhexiefanliziyouzigaofenzibiaomianxiangrongyezhongjianjiankuosandexianxiang。
當離子交換劑遇到含有電解質的水溶液時,電解質對其雙電層有以下幾種作用:
⑴交(jiao)換(huan)作(zuo)用(yong)。擴(kuo)散(san)層(ceng)中(zhong)反(fan)離(li)子(zi)在(zai)溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)活(huo)動(dong)較(jiao)自(zi)由(you),離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)主(zhu)要(yao)在(zai)此(ci)種(zhong)反(fan)離(li)子(zi)和(he)溶(rong)液(ye)中(zhong)其(qi)它(ta)反(fan)離(li)子(zi)之(zhi)間(jian)進(jin)行(xing),但(dan)並(bing)不(bu)局(ju)限(xian)於(yu)此(ci)。因(yin)動(dong)平(ping)衡(heng)的(de)關(guan)係(xi),溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)反(fan)離(li)子(zi)會(hui)先(xian)交(jiao)換(huan)至(zhi)擴(kuo)散(san)層(ceng),然(ran)後(hou)再(zai)與(yu)固(gu)定(ding)層(ceng)中(zhong)的(de)反(fan)離(li)子(zi)互(hu)換(huan)位(wei)置(zhi)。
在擴散層中處於不同位置離子的能量是不相等的,那些和內層離得最遠的反離子能量最大,因此它們最活潑,最易和其他反離子交換;和內層離得較近的反離子能量最小,活動性較差。這和多元酸或多元堿的多級電離情況相似。
⑵yasuozuoyong。dangrongyezhongyanleinongduzengdashi,keyishikuosancengyasuo,congershikuosancengzhongbufenfanlizibianchenggudingcengzhongdefanlizi,kuosancengdehuodongfanweibianxiao。zheshuomingleweishenmedangzaishengrongyedenongdutaidashi,bujinbunengtigaozaishengxiaoguo,youshifanshizaishengxiaoguojiangdi。
離子交換反應是可逆的,而且等當量地進行。由實驗得知,常溫下稀溶液中陽離子交換勢隨離子電荷的增高,半徑的增大而增大;高分子量的有機離子及金屬絡合陰離子具有很高的交換勢。高極化度的離子如Ag+、Tl+等也有高的交換勢。離子交換速度隨樹脂交聯度的增大而降低,隨顆粒的減小而增大。溫度增高,濃度增大,交換反應速率也增快。
由you於yu離li子zi交jiao換huan作zuo用yong是shi可ke逆ni的de,因yin此ci用yong過guo的de離li子zi交jiao換huan樹shu脂zhi一yi般ban用yong適shi當dang濃nong度du的de無wu機ji酸suan或huo堿jian進jin行xing洗xi滌di,可ke恢hui複fu到dao原yuan狀zhuang態tai而er重zhong複fu使shi用yong,這zhe一yi過guo程cheng稱cheng為wei再zai生sheng。陽yang離li子zi交jiao換huan樹shu脂zhi可ke用yong稀xi鹽yan酸suan、稀硫酸等溶液淋洗;陰離子交換樹脂可用氫氧化鈉等溶液處理,進行再生。
離子交換過程常在離子交換器中進行。離子交換器類似壓力濾池,外殼為一鋼罐;離子交換通常采用過濾方式,濾床由交換劑構成,底部為附有濾頭的管係。
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