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。
yujiaotidemingmingfaxiangsi,womenchangbaheneicenglizifuhaoxiangtongdelizichengzuotonglizi,fuhaoxiangfandechengfanlizi。suoyilizijiaohuanjiushishuzhizhongyuanyoufanliziherongyezhongtazhongfanlizixianghujiaohuanweizhi。
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。
內(nei)層(ceng)離(li)子(zi)依(yi)靠(kao)化(hua)學(xue)鍵(jian)結(jie)合(he)在(zai)高(gao)分(fen)子(zi)的(de)骨(gu)架(jia)上(shang),固(gu)定(ding)層(ceng)中(zhong)的(de)反(fan)離(li)子(zi)依(yi)靠(kao)異(yi)電(dian)荷(he)的(de)吸(xi)引(yin)力(li)被(bei)固(gu)定(ding)著(zhe)。而(er)在(zai)擴(kuo)散(san)層(ceng)中(zhong)的(de)反(fan)離(li)子(zi),由(you)於(yu)受(shou)到(dao)異(yi)電(dian)荷(he)的(de)吸(xi)引(yin)力(li)較(jiao)小(xiao),熱(re)運(yun)動(dong)比(bi)較(jiao)顯(xian)著(zhu),所(suo)以(yi)這(zhe)些(xie)反(fan)離(li)子(zi)有(you)自(zi)高(gao)分(fen)子(zi)表(biao)麵(mian)向(xiang)溶(rong)液(ye)中(zhong)漸(jian)漸(jian)擴(kuo)散(san)的(de)現(xian)象(xiang)。
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。
⑵壓(ya)縮(suo)作(zuo)用(yong)。當(dang)溶(rong)液(ye)中(zhong)鹽(yan)類(lei)濃(nong)度(du)增(zeng)大(da)時(shi),可(ke)以(yi)使(shi)擴(kuo)散(san)層(ceng)壓(ya)縮(suo),從(cong)而(er)使(shi)擴(kuo)散(san)層(ceng)中(zhong)部(bu)分(fen)反(fan)離(li)子(zi)變(bian)成(cheng)固(gu)定(ding)層(ceng)中(zhong)的(de)反(fan)離(li)子(zi),擴(kuo)散(san)層(ceng)的(de)活(huo)動(dong)範(fan)圍(wei)變(bian)小(xiao)。這(zhe)說(shuo)明(ming)了(le)為(wei)什(shen)麼(me)當(dang)再(zai)生(sheng)溶(rong)液(ye)的(de)濃(nong)度(du)太(tai)大(da)時(shi),不(bu)僅(jin)不(bu)能(neng)提(ti)高(gao)再(zai)生(sheng)效(xiao)果(guo),有(you)時(shi)反(fan)使(shi)再(zai)生(sheng)效(xiao)果(guo)降(jiang)低(di)。
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。
youyulizijiaohuanzuoyongshikenide,yinciyongguodelizijiaohuanshuzhiyibanyongshidangnongdudewujisuanhuojianjinxingxidi,kehuifudaoyuanzhuangtaierzhongfushiyong,zheyiguochengchengweizaisheng。yanglizijiaohuanshuzhikeyongxiyansuan、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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