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高中化学离子交换膜原理

发布时间:2024-09-16 09:59:04

『壹』 离子交换膜的原理是什么

离子交换膜又称离子选择透过性膜。
按其功能和结构的不同,可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合膜5种。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同,但为膜的形式。
离子交换膜可制成均相膜和非均相膜两类。采用高分子的加工成型方法制造。①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡胶、纤维素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等制成膜,然后引入单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等,在膜内聚合成高分子,再通过化学反应引入所需功能基。也可通过甲醛、苯酚等单体聚合制得。②非均相膜。用粒度为200~400目的离子交换树脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合后加工成膜制得。为免失水干燥而变脆破裂,须保存在水中。
离子交换膜主要应用于海水淡化,甘油、聚乙二醇的除盐,放射性元素、同位素及氨基酸的分离,有机物及无机物纯化,放射性废液处理,燃料电池隔膜及选择性电极等。

『贰』 高中化学题

除去水中离子态杂质制得高纯水,目前用得最为普通的方法就是离子交换。离子交换是用一种称为离子交换树脂的物质来进行的。离子交换树脂遇水溶液时,能够从水溶液中吸着某种(类)离子,而把本身所具有的另外一种相同电荷符号的离子等摩尔量地交换到溶液中去,这种现象称为离子交换
离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。

阳离子交换树脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂,其结构式可简单表示为R—SO3H,式中R代表树脂母体,其交换原理为
2R—SO3H+Ca2+ (R—SO3)2Ca+2H+

这也是硬水软化的原理。

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。它们在水中能生成OH-离子,可与各种阴离子起交换作用,其交换原理为

R—N(CH3)3OH+Cl- R—N(CH3)3Cl+OH-

由于离子交换作用是可逆的,因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤,可恢复到原状态而重复使用,这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗;阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理,进行再生。

离子交换树脂的用途很广,主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。

『叁』 高中化学中燃料电池为什么要用质子交换膜质子交换膜的作用是什么

离子交换膜是一种选择性透过的膜,比如阳离子交换膜,就只能有阳离子通过,阴离版子就不行权。
他的原理是通过成膜材料上面的基团,通过对离子的结合和分离,形成一条条离子通道。比如质子交换膜,通常会有一些易于质子结合的强电解质基团,比如磺酸根,质子很容易和基团结合,也很溶液分离,使得质子顺利通过膜。而驱动力可能是膜两侧的压力差、浓度差或者电势差等。用途一般是电化学上的应用,比如燃料电池。氯碱工艺。
燃料电池要用质子交换膜这个不准确,目前只有pemfc和dmfc是用质子交换膜的。它的原理上面简单说过了,你可以配合图看看书。他的作用是让质子通过,形成电流,同事阻隔正负极的氧化剂和燃料。用了他和没有用比有什么好处,这个问题只能说它是燃料电池的一个必须的组成部分,没有它电池根本都不工作。
有问题再问我吧

『肆』 高中化学 如何判断阳离子交换膜和阴离子交换膜的位置

膜的作用是通过离子,通电时,正极吸引负点离子,需要负离子通过,是负离子交换膜,相反负极吸引的是正离子,需要正离子通过,是正离子交换膜。

『伍』 高中化学中燃料电池为什么要用质子交换膜

阳离子交换膜和阴离子交换膜作用是让阳离子或阴离子通过,形成电流,同事阻隔正负极的氧化剂和燃料,防止正负极氧化剂和燃料直接接触,其原理是离子交换膜的选择透过性.质子交换膜的作用是让质子通过,形成电流,同事阻隔正负极的氧化剂和燃料.

『陆』 关于阳离子交换膜

“它只允许阳极室的Na+、H+透过离子交换膜进入阴极室”这句话的重心是在阳离子可以内通过,而阴离子不容可以通过。阴极室的阳离子实际上可以通过交换膜进入阳极室,但由于阴极室的H+一直在减少,为了平衡电荷,Na+就会源源不断的进入阴极室,阴极反应
2H2O+2e-=H2+2OH-,生成了OH-,所以阴极室的稀氢氧化钠能变成浓氢氧化钠。

『柒』 高中化学电解问题,征集大神级别回答

阳极发生氧化反应,因此发生的反应是 2I- -2e-===I2
阴极发生的反应是 2H2O+2e-===H2 + 2OH-
阳极发生反应后,缺少阴离子,因此OH-通过离子交换膜把OH-交换过来,阴极缺少阳离子,K+交换到阴极区 那么阳极区最后的电解质由KI变成了KOH,和新生成的I2继续反应,又生成KIO3和KI

『捌』 高中化学老师帮下忙

1.煤的干馏是不是化学变化?
答:是复杂的化学物理变化。
2.氯化铵液体加到氢氧化内钙固体中,是否放热容,然后有氨气逸出?
是吸热反应,但有氢气放出。
3.离子交换膜的作用??
离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性,所以也称为离子选择透过性膜。离子交换膜按功能及结构的不同,可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物膜五种类型。离子交换膜可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。此外,在有机和无机化合物的纯化、原子能工业中放射性废液的处理与核燃料的制备,以及燃料电池隔膜与离子选择性电极中,也都采用离子交换膜。
4.酚羟基发不发生脂化反应?
能,但较困难。比如水杨酸可以和乙酸酐反应生成乙酰水杨酸。
5.醇羟基能不能与氯气发生取代反应?
不能。

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