Ⅰ 強酸型苯乙烯系陽離子交換樹脂(732)鈉型轉氫型過程中遇到的問題
轉氫的過程與氫離子的濃度有關系,從你多次的實驗結果來看在ph3.9的時候氫置換專鈉離子達屬到了平衡。因此單靠樹脂是不能置換到中性的,不過可以嘗試在ph3.9的洗液中再加入鈉型樹脂,估計可以在提高ph,如果要洗液中性的話,取出洗液再加鹼就中性了!!
Ⅱ 市售的陽離子交換樹脂大多數為鈉型本次實驗使用前為什麼要交換成氫型
陽離子樹脂和陰離子樹脂的型桐談區別:
陽離子樹脂能和溶液中的陽離子交換;
陰離輪鬧子樹脂能和溶液中的陰離子交換。
離子交換樹脂是帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、卜碰不溶性的高分子化合物。
Ⅲ 強酸性陽離子交換樹脂的氫型與鈉型有什麼區別么
一、氫型陽離子交換樹脂是什麼?氫型陽離子交換樹脂(有時簡稱「氫型樹脂」)是一種人造有機聚合物產品。最常用的原料是:苯乙烯或丙烯酸(酯),先經過聚合反應生成具有三度空間立體網狀結構的聚合物骨架(樹脂母體),再於骨架上導入不同的「化學活性基」而成。由於它的活性基,如磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等,都含有活性氫離子,可在水中解離出來,用於與其它陽離子進行交換,所以特別在陽離子樹脂名稱之前再冠上「氫型」兩字,以與同一系統的「鈉型」種類有所區別。不過「鈉型」可以利用強酸處理成為「氫型」,「氫型」也可以用「氫氧化鈉」溶液處理成為「鈉型」,即兩型樹脂實際上可以互相轉換。氫型陽離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。和其它離子交換樹脂一般,常被製成顆粒狀,外觀看起來有些像魚卵,粒徑大約在0.3
~
1.2
mm之間,但大部分在0.4
~
0.6
mm范圍內。化學性質相當安定,摸起來硬而有彈性,機械強度也足夠承受相當壓力,顏色由白色至近乎黑色都有,顏色淺時呈透明狀,深時呈半透明狀,都有光鮮亮麗的樹脂光澤。氫型陽離子交換樹脂最常應用的地方,就是硬水的軟化,即讓硬水流過樹脂層,把硬水中的「硬度離子」,如鈣、鎂等離子吸收在樹脂中,就變成不帶硬度離子的軟水了,這也是陽離子交換樹脂最初被製造的主要目的,但它在工業上應用沒有「鈉型」來的多,因為在軟化過程中,它會直接釋出氫離子,使水質呈酸性,可能會因此腐蝕相關金屬設備。依需要的不同,它也可以應用到水質預處理工藝中,用作軟化水質及降低pH值之用。
二、種類
樹脂主要性質和類別之差異,在於它們的化學活性基種類之不同,因此氫型陽離子交換樹脂可依活性基(一種官能基)種類不同,分成兩種:強酸性陽離子交換樹脂(strong-
acid
anion
exchange
resin)和弱酸性陽離子交換樹脂(weak
-
acid
anion
exchange
resin)。強酸性陽離子交換樹脂系因它的活性氫離子在水中很容易解離而得名,其骨架均為聚苯乙烯系統,主要產品是「磺酸型」強酸性陽離易解離而得名,骨架均為聚丙烯酸系統,主要產品是「羧酸型」弱酸性陽離子交換樹脂,通常顏色較?白色或淡黃色球狀子交換樹脂,通常顏色較深,棕黃色至綜色球狀顆粒,以綜色最常見;反之,弱酸性陽離子交換樹脂則是因它的活性氫離子在水中比較不容顆粒,以淡黃色最常見。如果用化學反應來表示這兩種樹脂的差異性,我們可以描述如下(R代表樹脂母體):
強酸性:
R-SO3H
→
R-SO3-
+
H+
(H+容易解離,在水中呈強酸性)弱酸性:
R-COOH
→
R-COO-
+
H+
(H+不易解離,在水中呈弱酸性)
由於強酸性陽離子交換樹脂的解離能力很強,所以在任何酸性或鹼性溶液中均能解離和產生離子交換作用,其作用pH范圍介於1~14。反之,弱酸性陽離子交換樹脂的解離能力很弱,只能在弱酸性至鹼性溶液中解離和產生離子交換作用,其作用pH范圍僅介於5~14。
Ⅳ 請問離子交換的作用是什麼啊
您問的太籠統了啊。
(1)按骨架材料分類
按合成離子交換樹脂骨架材料的不同,離子交換樹脂可分為苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、環氧系等。
(2)按交換基團的性質分類
根據交換基團的性質不同,離子交換樹脂可分為兩大類:凡與溶液中陽離子進行交換反應的樹脂,稱為陽離子交換樹脂,陽離子交換樹脂可電離的反離子是氫離子及金屬離子;凡與溶液中的陰離子進行交換反應的樹脂,稱為陰離子交換樹脂,陰離子交換樹脂可電離的反離子是氫氧根離子和酸根離子。
離子交換樹脂同低分子酸鹼一樣,根據它們的電離度不同又可將陽離子交換樹脂分為強酸性陽樹脂和弱酸性陽樹脂;可將陰離子交換樹脂分為強鹼性陰樹脂和弱鹼性陰樹脂。表1中歸納了離子交換樹脂的類別。
表1 離子交換樹脂的類別
樹脂名稱
交換基團
酸鹼性
化學式
名稱
陽離子交換樹脂
—SO3-H+
磺酸基
強酸性
—COO-H+
羧酸基
弱酸性
陰離子交換樹脂
—N+OH-
季銨基
強鹼性
—NH+OH-
—NH2+OH-
—NH3+OH-
叔胺基
仲胺基
伯胺基
弱鹼性
此外,還可以根據交換基團中反離子的不同,將離子交換樹脂冠以相應的名稱,例如:氫型陽樹脂、鈉型陽樹脂、氫氧型陰樹脂、氯型陰樹脂等。離子交換樹脂由鈉型轉變為氫型或由氯型轉變為氫氧型稱為樹脂的轉型。
(3)按離子交換樹脂的微孔型態分類
由於製造工藝的不同,離子交換樹脂內部形成不同的孔型結構。常見的產品有凝膠型樹脂和大孔型樹脂。
a)凝膠型樹脂。這種樹脂是均相高分子凝膠結構,所以統稱凝膠型離子交換樹脂。在它所形成的球體內部,由單體聚合成的鏈狀大分子在交聯劑的鏈接下,組成了空間結構。這種結構像排布錯亂的蜂巢,存在著縱橫交錯的「巷道」,離子交換基團就分布在巷道的各個部位。由巷道所構成的空隙,並非我們想像的毛細孔,而是化學結構中的空隙,所以稱為化學孔或凝膠孔。其孔徑的大小與樹脂的交聯度和膨脹程度有關,交聯度越大,孔徑就越小。當樹脂處於水合狀態時,水分子鏈舒伸,鏈間距離增大,凝膠孔就擴大;樹脂乾燥失水時,凝膠孔就縮小。反離子的性質、溶液的濃度及pH值的變化都會引起凝膠孔徑的改變。
凝膠孔的特點是孔徑極小,平均孔徑約1~2nm,而且大小不一,形狀不規則。它只能通過直徑很小的離子,直徑較大的分子通過時,則容易堵塞孔道而影響樹脂的交換能力。凝膠型樹脂的缺點是抗氧化性和機械強度較差,特別是陰樹脂易受有機物的污染。
b)大孔型樹脂。這種樹脂在製造過程中,由於加入了致孔劑,因而形成大量的毛細孔道,所以稱為大孔樹脂。在大孔樹脂的球體中,高分子的凝膠骨架被毛細孔道分割成非均相凝膠結構,它同時存在著凝膠孔和毛細孔。其中毛細孔的體積一般為0.5mL(孔)/g(樹脂)左右,孔徑在20~200nm以上,比表面積從幾m2/g到幾百m2/g。由於這樣的結構,大孔型樹脂可以使直徑較大的分子通行無阻,所以用它去除水中高分子有機物具有良好的效果。
大孔型樹脂由於孔隙占據一定的空間,骨架的實體部分就相對減少,離子交換基團含量也相應減少,所以交換能力比凝膠型樹脂低。大孔型樹脂的吸附能力強,與交換的離子結合較牢固,不容易充分恢復其交換能力。但大孔樹脂的抗氧化性能比較好,因為它的交聯度較大,大分子不易降解。再者,大孔樹脂具有較好的抗有機物污染性能,因為被樹脂截留的有機物,易於在再生操作中,從樹脂的孔眼中清除出去。
離子交換原理
應用離子交換樹脂進行水處理時,離子交換樹脂可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號電荷的離子相互交換而達到凈化水的目的。
如H型陽離子交換樹脂遇到含有Ca2+、Na+的水時,發生如下反應:
2RH + Ca2+ R2Ca + 2H+
RH + Na+ RNa + H+
當OH型陰離子交換樹脂遇到含有Cl-、SO42-的水時,其反應為:
ROH + Cl- RCl + OH-
2ROH + SO42- R2SO4 +2OH-
反應的結果是水中的雜質離子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分別被吸著在樹脂上,樹脂由H型和OH型變為Ca型、Na型和Cl型SO4型,而樹脂上的H+、OH-則進入水中,相互結合成為水,從而除去水中的雜質離子,製得純水。
H+ + OH- H2O
離子交換樹脂的離子與水中的離子之間所以能進行交換,是在於離子交換樹脂有可交換的活動離子。而且因為離子交換樹脂是多孔的,即在樹脂顆粒中存在著許多水能滲入其內的微小網孔,這樣使樹脂和水有很大的接觸面,不僅能在樹脂顆粒的外表面進行交換,而且在與水接觸的網孔內也可以進行這一交換。
如前所述,合成的離子交換樹脂是一種帶有交聯劑的高分子化合物,有許多水能滲入的網孔,交換劑的內部是一個立體的網狀結構作為骨架,這些網組成了無數的四通八達的孔隙,孔隙裡面充滿了水。在孔隙的一定部位上有一個可以自由活動的交換離子。當離子交換樹脂和水溶液接觸時,水溶液即通過這些網狀結構的孔滲入其內,離子交換樹脂進行離解,結果是一定數量的離子(H型離子交換樹脂為氫離子,OH型離子交換樹脂為氫氧根離子)進入圍繞離子交換樹脂顆粒四周的水溶液中,形成離子霧。
離子交換樹脂與水溶液中離子的交換過程,實際上就是離子霧中的離子與水溶液中的離子的相互交換過程,其機理可以用雙電層理論進行解釋。
這種理論是將離子交換樹脂看作具有膠體型結構的物質,即在離子交換樹脂的高分子表面上有和膠體表面相似的雙電層。也就是說,在離子交換樹脂的高分子表面有兩層離子,緊挨著高分子表面的一層離子(如強酸性陽樹脂中的—SO3-),稱為內層離子,在其外面的是一層符號相反的離子層(如強酸性陽樹脂中的H+)。和內層離子符號相同的離子稱為同離子,符號相反的稱為反離子。
根據膠體結構的概念,雙電層中的離子按其活動性的大小,可劃分為吸附層和擴散層。那些活動性較差,緊緊地被吸附在高分子表面的離子層,稱為吸附層,它包括內層離子和部分反離子;在吸附層外側,那些活動性較大,向溶液中逐漸擴散的離子,稱為擴散層。
內層離子依靠化學鍵結合在高分子的骨架上,吸附層中的反離子依靠異電荷的吸引力被固定著。而在擴散層中的反離子,由於受到異電荷的吸引力較小,熱運動比較顯著,所以這些反離子有向水溶液中漸漸擴散的現象。
當離子交換樹脂遇到含有電解質的水溶液時,電解質對其雙電層有以下的作用:
(1)交換作用
擴散層中的離子與膠核距離大,受膠核電荷吸引力小,在溶液中活動較自由,離子交換作用主要是由擴散層中的反離子和溶液中其它離子互換位置所致。
在H型陽離子交換樹脂與溶液中Na+的交換中,樹脂內部網孔間的水中有很多從樹脂上離解下來的H+,形成了很大的H+濃度,但在流動的水中H+濃度卻很小;相反在流動的水中,Na+濃度很大,而樹脂內部網孔水溶液中原來沒有Na+。濃度大的地方的離子要向濃度小的地方運動,這就是擴散。所以水溶液中的Na+要擴散到樹脂顆粒內部去,而H+要從樹脂顆粒內部擴散到水溶液中去。這就是離子交換的過程。
上述的交換過程並不局限於擴散層。溶液中也有一些反離子先交換至擴散層,然後再與吸附層中的反離子互換位置;吸附層中的反離子,也會先與擴散層的反離子互換位置後,再完成上述的交換過程。
(2)壓縮作用
當水溶液中鹽類濃度增大時,可以使擴散層受到壓縮,從而使原來處於擴散層中的部分反離子變成吸附層中的反離子,以及使擴散層的活動范圍變小。這使擴散層中的反離子活性減弱,不利於進行離子交換。這也可以說明為什麼當再生溶液的濃度太大時,不僅不能提高再生效果,有時反使效果降低。
上述將離子交換樹脂看作具有膠體型結構的物質,用擴散理論對其交換過程進行解釋,適合與水處理工藝的離子交換過程。但關於離子交換過程的機理,有多種說法,現尚還不能統一。
Ⅳ 市售的陽離子交換樹脂大多為鈉型的,為何做實驗要改為氫型
這個需要多方面進行處理的才可以
Ⅵ 以磺酸基為母體的離子交換樹脂轉型是以氫型轉化為鈉型嗎
離子交換反應是可逆的。例如,當含有Na+的水通過RH型陽離子交換樹脂時,發生如下交換反應:
RH + Na+ → RNa + H+
由於上述反應不斷消耗RH型樹脂,以致它已不能繼續使水中的Na+被交換成H+時,為了恢復樹脂的交換能力,可以用鹽酸或硫酸通過該Na型樹脂,由於離子交換反應是可逆的,樹脂又可恢復到RH型的狀態,其可逆反應可表示如下:
RH + Na+ ⇋ RNa + H+
當水中Na+多而樹脂層RH型樹脂多時,上式的平衡向右移動,反之,向左移動。
離子交換反應的可逆性,是離子交換樹脂的重要而可貴的性質,它使離子交換樹脂能夠長期反復地使用。
Ⅶ 732陽離子交換樹脂鈉型如何轉氫型 轉型後出水PH 有什麼 變化(鈉型出水PH增高) 轉型的樹脂如何再生
沒有國家標准。原理加經驗就可以了。鈉型轉為H型是用鹽酸,如何操作要看你的版柱的直徑。和權填充的樹脂高度。轉型過程一般是從底部通過入5%左右的鹽酸水溶液。按1米直徑估計,流量大至在每小時3--5個立方米。時間估計在1小時左右即可。然後用同樣流量的清水,也是從底部通入。時間則看你的出水PH接近7即可。然後從上部通入清水,流量估計在10-15立方米左右。一直到出水中基本檢測不出硬度即可。這時出水是酸性的。你可以用兩個柱。一個是鈉型柱,用鹽來再生。一個是H型柱,用酸來再生。實際生產時,兩個柱的出水混合,水就是基本中性的。但是兩個柱各自的出水量是多少要看你當地的水的硬度才能估計。所以你的經驗非常重要。
Ⅷ 鈉型樹脂怎樣轉為氫型
鈉離子交換樹脂的復預處理:將樹脂置制於潔凈的容器中,用清水漂洗,直到排水清晰為止。用水浸泡樹脂12~24小時,使樹脂充分膨脹。如為干樹脂,應先用飽和氯化鈉溶液浸泡,再逐步稀釋氯化鈉溶液,以免樹脂突然急劇膨脹而破碎。用樹脂體積2倍量的2~5%HCl溶液浸泡樹脂2~4小時,並不時攪拌。然後用低純水洗滌樹脂,直至溶液PH接近於4,再用2~5%NaOH溶液處理,處理後用水洗至微鹼性,再一次用5%HCl溶液處理,使樹脂變為氫型,最後用純水洗至PH=4,無Cl-即可。
如果要判定樹脂是否已經全部轉為氫型,可以取1克樹脂測一下交換容量即可。
Ⅸ 什麼是鈉型樹脂和氫型樹脂
鈉型樹脂和氫型樹脂是指陽離子交換樹脂的兩種型態
比如強酸陽樹脂001x7,用於鍋爐軟化水處理時,採用NaCl溶液再生,此時再生態即為Na型,而運行失效態即為鈣型,鎂型;而用於除鹽水制備時,則採用HCl溶液再生,此時再生態即為H型,而運行失效態即為Na型。
比如弱酸陽樹脂D113,用於高濃鹽水軟化水處理時,採用HCl溶液再生,然後用NaOH溶液轉型,此時再生態即為H型,而運行態是Na型,失效態即為鈣型,鎂型;而用於鹼度較高的除鹼軟化水制備時,則採用HCl溶液再生,此時再生態即為H型,H離子與水中鹼度(碳酸鈉,碳酸氫鈉,氫氧化鈉發生第一步反應,Na離子被交換到弱酸陽樹脂官能團上,置換下來的H離子與氫氧根生成水,與碳酸根,碳酸氫根生產二氧化碳和水,從而去除原水中的鹼度。但是因為原水中還有硬度的存在,此時交換上去的Na離子還會與原水中的鈣鎂發生二步反應,鈣鎂離子被交換上去,置換下Na離子,從而達到去除鹼度的同時,還能去除與鹼度等當量的硬度。
希望我這樣根據不同使用工況的交換原理分析,更能讓網友們理解樹脂不同型態下的交換原理和不同型態的交換作用。
Ⅹ 什麼是離子交換樹脂的轉型
離子交換樹脂來轉型有什麼好處?
1、方便自運輸,有效的減少運輸時樹脂被污染的可能。
2、可以避免PH值下降,不會出現副作用,且可用鹽水再生。
3、能夠更好、更快的對水中的離子進行吸附,使效率加快。
4、不會釋放出強酸性的離子,不需要使用其他物質將強酸性的離子進行置換。
離子交換樹脂能夠轉為哪些類型?
1、陽離子樹脂可以使用氯化鈉,進行轉化成為鈉型樹脂,可以更好的對水中的鈣鎂等離子進行吸附,且樹脂反應時不會釋放出氫離子,再生時不需要使用強酸,而是使用食鹽水進行再生,更加的安全。
2、陰離子交換樹脂可以轉化為氯型樹脂,也可以轉變為碳酸氫型,在工作時可以更好的將陰離子吸附,而且不再具有強鹼性,但是卻仍然具有離解性強和工作的pH范圍寬廣等能力。
3、樹脂還可以使用氯化氫(HCl)轉化,將樹脂轉化成為氫型樹脂,其官能團中含有大量的氫離子,氫型樹脂的大小一般在0.3-1.2mm之間,主要的作用就是將硬水軟化,硬水中含有大量的鈣、鎂等離子,氫型樹脂中的氫離子能夠有效的將這些離子吸附、替換,將硬水軟化成為軟水,氫型樹脂能夠和納型樹脂相互轉換。