离子交换无机

① 天然水中最主要的无机盐杂质是什么试述离子交换法的原理

水中的杂质分很多类，包括固体颗粒（悬浮物、泥沙等），胶体，微生物，有机回物，最小的就是溶解性的无答机盐（阴阳离子）。出去水中无机盐离子的方法，传统的是离子交换（化学法），目前最通用的是反渗透法（物理法）。

下图解释了阴阳离子交换树脂与水中的阴阳离子交换的工作原理。

拿阳离子交换树脂RH来说，它会吸附水中的阳离子Na+,Ca2+等等，释放H+到水中，H+与阴离子交换树脂释放出来的OH-结合成水，所以会产水比较纯的水。

② 离子交换树脂如何去除水中无机盐

离子交换树脂原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程：
离子交版换树脂作用环境权中的水溶液中，含有的金属阳离子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，在水中易生成H+离子)上的H+ 进行离子交换，使得溶液中的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，（即为阳离子交换树脂原理）。

水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团，在水中易生成OH-离子）上的OH-进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH-交换到水中，（即为阴离子交换树脂原理）。而H+与OH-相结合生成水，从而达到脱盐的目的。

③ 什么是离子交换过程，影响离子交换过程的因素有哪些

离子交换是借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的。它是一种属于传质分离过程的单元操作。

离子交换法
一、前言
离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。

离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状，其大小约为0.1~1mm，其离子交换能力依其交换能力特征可分：

1.
强酸型阳离子交换树脂：主要含有强酸性的反应基如磺酸基（－SO3H），此离子交换树脂可以交换所有的阳离子。

2.
弱酸型阳离子交换树脂：具有较弱的反应基如羧基（－COOH基），此离子交换树脂仅可交换弱碱中的阳离子如Ca2+、Mg2+，对于强碱中的离子如Ca2+、K+等无法进行交换。

3.
强碱型阴离子交换树脂：主要是含有较强的反应基如具有四面体铵盐官能基之－N+(CH3)3，在氢氧形式下，－N+(CH3)3OH-中的氢氧离子可以迅速释出，以进行交换，强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除。

4.
弱碱型阴离子交换树脂：具有较弱的反应基如氨基，仅能去除强酸中的阴离子如SO42-，Cl－或NO3－，对于HCO3－，CO32－或SiO42－则无法去除。

不论是离子交换树脂或是沸石，都有其一定的可交换基浓度，称为离子交换容量(ion exchange capacity)。对阳离子交换树脂而言，大约在200~500meq/100g。因为阳离子交换为一化学反应，故必须遵守质量平衡定律。离子交换树脂的一般方程式可以表示如下：
全文请看：
http://www.qlhw.cn/ShiYan/UploadFiles/200501/20050106235836920.doc

离子交换的基本知识
为了除去水中离子态杂质,现在采用得最普遍的方法是离子交换。这种方法可以将水中离子态杂质清除得以较彻底，因而能制得很纯的水。所以，在热力发电厂锅炉用水的制备工艺中，它是一个必要的步骤。

离子交换处理，必须用一种称做离子交换剂的物质（简称交换剂）来进行。这种物质遇水时，可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号的离子相互交换，离子交换剂的种类很多，有天然和人造、有机和无机、阳离子型和阴离子型等之分，大概情况如表所示。此外，按结构特征来分，还有大孔型和凝胶型等。
全文请看：
http://www.qlhw.cn/ShiYan/UploadFiles/200501/20050107000541376.doc

④ 为何蒸馏法和离子交换法能去除水中的无机杂质

蒸馏法是将水加热至沸腾，只有水蒸气冒出然后凝结，凝结水当然不含杂质了专。
离子交换法属是利用阴阳离子交换技术，利用阴（阳）离子交换树脂，以树脂中阴（阳）离子基团，
交换水中对应阴（阳）离子，例如H型阳树脂，可以以H离子置换掉水中阳离子，如钙镁离子等，从而达到去除水中离子目的。
阴阳离子交换树脂均有多种型号，不同型号置换后释放到水中离子有差别，交换速率等也有差别，需要按实际需要选择。

⑤ 为什么蒸馏法和离子交换法能去除水中的无机杂质

蒸馏法中无机杂质留在了蒸馏器的底部,而水蒸发后被冷凝收集于另外的容器中.
离子交换法原理是：一般至少有两个交换柱.水先通过阳离子交换柱.当水通过阳离子交换柱时,水中金属阳离子M与交换柱上的氢离子发生交换反应,M吸附到交换树脂上,交换树脂上的氢离子被交换下来进入水溶液；当水通过阴离子离子交换柱时,水中阴离子L与交换柱上的氢氧根离子发生交换反应,L吸附到交换树脂上,交换树脂上的氢氧根离子被交换下来进入水溶液.进入溶液的氢离子和氢氧根离子结合形成水.这样水就纯化了.

⑥ 为什么蒸馏法和离子交换法能去除水中的无机杂质

天然水中含有氯化钠、氯化镁、硫酸镁、氯化钙等无机盐杂质，蒸馏法可以将水蒸发冷却后形成所谓的蒸馏水，水从液相转换为气相的过程中，无机盐杂质被沉淀去除。离子交换法去除水中无机盐杂质原理为：
应用离子交换树脂进行水处理时，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。
如H型阳离子交换树脂遇到含有Ca2+、Na+的水时，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。
如前所述，合成的离子交换树脂是一种带有交联剂的高分子化合物，有许多水能渗入的网孔，交换剂的内部是一个立体的网状结构作为骨架，这些网组成了无数的四通八达的孔隙，孔隙里面充满了水。在孔隙的一定部位上有一个可以自由活动的交换离子。当离子交换树脂和水溶液接触时，水溶液即通过这些网状结构的孔渗入其内，离子交换树脂进行离解，结果是一定数量的离子（H型离子交换树脂为氢离子，OH型离子交换树脂为氢氧根离子）进入围绕离子交换树脂颗粒四周的水溶液中，形成离子雾。
离子交换树脂与水溶液中离子的交换过程，实际上就是离子雾中的离子与水溶液中的离子的相互交换过程，其机理可以用双电层理论进行解释。
这种理论是将离子交换树脂看作具有胶体型结构的物质，即在离子交换树脂的高分子表面上有和胶体表面相似的双电层。也就是说，在离子交换树脂的高分子表面有两层离子，紧挨着高分子表面的一层离子（如强酸性阳树脂中的—SO3-），称为内层离子，在其外面的是一层符号相反的离子层（如强酸性阳树脂中的H+）。和内层离子符号相同的离子称为同离子，符号相反的称为反离子。

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⑧ 为什么蒸馏法和离子交换法能去除水中的无机杂质

蒸馏法的话主要是利用水蒸发的原因来提纯的。由于无机盐并不容易挥发，所以把蒸发的水蒸气冷凝就得到纯水了。
离子交换法是水中的无机盐离子和离子交换树脂发生离子交换，使得这些无机盐被吸附，这样水就得到净化了。

⑨ 离子交换剂的介绍

凡是能够进行离子交换的这类物质都称为离子交换剂。离子交换剂分无机质类和有机内质容类两大类。无机质类又可分天然的——如海绿砂；人造的——如合成沸石。有机质类又分碳质和合成树脂两类。其中碳质类如磺化煤等；合成树脂类分阳离子型——如强酸性和弱酸性树脂；阴离子型——如强碱性和弱碱性树脂、两性树脂和螯合树脂等类。