離子交換物理變化
❶ 怎樣區分化學反應和物理反應
物理反應和化學反應的本質區別就是 有無新物質生成
化學反應本質：物質→分子（斷鍵）吸收能量→原子（成鍵）放出能量→新分子→新物質
經樹脂處理過的軟化水是化學變化。詳見下面第三條
硬水又分為暫時硬水和永久硬水。
處理硬水使之變成軟水主要有三種途徑：
1. 煮沸法（只適用於暫時硬水）
煮沸暫時硬水時的反應：
Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑
Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑
2. 石灰——純鹼法 (工業用)
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3. 離子交換法
離子交換軟化法主要是依靠鈉離子交換器中的交換樹脂進行軟化處理。由於交換樹脂吸附能力強，能將游離在水中的鈣、鎂離子吸附，從而把水軟化。
離子交換法
目前廣泛採用的是離子交換法，即用離子交換劑來軟化硬水的方法。過去曾用過磺化煤、泡沸石來軟化硬水，目前普遍使用的離子交換劑是高分子離子交換樹月旨，它是有交換離子能力的高分子化合物。它是由不溶於水的交換劑本體及能在水中解離的活性交換基團兩個基本部分組成。根據可交換的離子是陽離子或陰離子而分別稱為陌離子交換樹脂和陰離子交換樹脂，如通常使用的苯乙烯型離子交換樹脂，它的交換劑本體是由苯乙烯與部分對苯二乙烯共聚而成的不溶性高聚物。當本體上連有磺酸基(一SO-3Na+)或季銨基[一N+ (CH3)3Cl-]後則分別具有交換陽離子或陰離子的能力。
用離子交換樹脂軟化硬水分為兩步：處理工程和再生工程。
當硬水通過陽離子交換樹脂時，水中的鈣、鎂離子與陽離子交換樹脂上的活性基團鈉離 —B子發生交換並被吸附，使水軟化：
口一(S03Na)2+Ca2+——>口一(SO3)2·Ca+2Na+ (處理工程)
當陽離子交換樹脂上的鈉離子幾乎全部被鈣、鎂離子所交換時就失去了交換離子的能力；必須通過再生恢復它的交換能力。通常使用食鹽為再生劑，再生過程中先用清水洗滌離子交換樹脂，然後通人質量分數為10％的食鹽水浸泡而使離子交換樹脂吸附的鈣、鎂離子解吸下來，然後隨廢液排出。
口一(S03)2Ca+2Na+——>口一(S03Na)2+a2+ (再生工程)
在離子交換過程中，不僅鈣、鎂離子會被交換，水中含有的鐵、錳、鋁等金屬離子也可同舊寸被交換去除。當硬水先後通過陽、陰離子交換樹脂後；水中的電解質陽、陰離子基本均可被去除，這種方法得到的軟水叫去離子水。
所以是化學變化
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參考資料 http://..com/question/1339220.html?fr=qrl3
水的硬度（也叫礦化度）是指溶解在水中的鈣鹽與鎂鹽含量的多少。含量多的硬度大，反之則小。1升水中含有10mmgCaO（或者相當於10mmgCaO）稱為1度。軟水就是硬度小於8的水，如雨水，雪水，純凈水等；硬度大於8的水為硬水，如礦泉水，自來水，以及自然界中的地表水和地下水等。
硬水又分為暫時硬水和永久硬水。暫時硬水的硬度是由碳酸氫鈣與碳酸氫鎂引起的，經煮沸後可被去掉，這種硬度又叫碳酸鹽硬度。永久硬水的硬度是由硫酸鈣和硫酸鎂等鹽類物質引起的，經煮沸後不能去除。以上兩種硬度合稱為總硬度。
當水滴在大氣中凝聚時，會溶解空氣中的二氧化碳形成碳酸。碳酸最終隨雨水落到地面上，然後滲過土壤到達岩石層，溶解石灰（碳酸鈣和碳酸鎂）產生暫時硬水。一些地區的溶洞和溶洞附近的硬水就是這樣形成的。
硬水有許多缺點：1.和肥皂反應時產生不溶性的沉澱，降低洗滌效果。（利用這點也可以區分硬水和軟水）2.工業上，鈣鹽鎂鹽的沉澱會造成鍋垢，妨礙熱傳導，嚴重時還會導致鍋爐爆炸。由於硬水問題，工業上每年因設備、管線的維修和更換要耗資數千萬元。3.硬水的飲用還會對人體健康與日常生活造成一定的影響。沒有經常飲硬水的人偶爾飲硬水，會造成腸胃功能紊亂，即所謂的「水土不服」；用硬水烹調魚肉、蔬菜，會因不易煮熟而破壞或降低食物的營養價值；用硬水泡茶會改變茶的色香味而降低其飲用價值；用硬水做豆腐不僅會使產量降低、而且影響豆腐的營養成分。
那麼硬水毫無是處了嗎？不對，否則怎麼會有那麼多的人買礦泉水喝呢 。原來鈣和鎂都是生命必需元素中的宏量金屬元素。科學家和醫學家們調查發現，人的某些心血管疾病，如高血壓和動脈硬化性心臟病的死亡率，與飲水的硬度成反比，水質硬度低，死亡率反而高。其實，長期飲用過硬或者過軟的水都不利與人體健康。我國規定：飲用水的硬度不得超過25度 。
硬水經過處理後可以轉化為軟水。下面介紹硬水軟化的三種主要方法：
1. 煮沸法（只適用於暫時硬水）
煮沸暫時硬水時的反應：
Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑
Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑
由於CaCO3不溶，MgCO3 微溶，所以碳酸鎂在進一步加熱的條件下還可以與水反應生成更難溶的氫氧化鎂：
MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 ↓+CO2↑
由此可見水垢的主要成分為CaCO3和Mg(OH)2
2. 石灰——純鹼法 (工業用)
在這種方法中，暫時硬度加入石灰就可以完全消除，HCO3-都被轉化成CO32-。而鎂的永久硬度在石灰的作用下會轉化為等物質的量的鈣的硬度，最後被去除。反應過程中，鎂都是以氫氧化鎂的形式沉澱，而鈣都是以碳酸鈣的形式沉澱。
Ca2+(aq) --石灰-蘇打法--> CaCO3(s)
Mg2+(aq)--石灰-蘇打法--> Mg(OH)2(s)
3. 離子交換法
這種方法中用到的離子交換劑，有無機和有機兩種。無機離子交換劑，如沸石等；有機離子交換劑包括：碳質離子交換劑——磺化酶，陰陽離子交換樹脂等。而且一般的離子交換劑在失效後還可以再生。
❸ 純化過程發生的是物理變化嗎
分離純化
純化是將多糖混合物分離為單一多糖的過程。
在進行菌種鑒定時，所用的微生物一般均要求為純的培養物。得到純培養的過程稱為分離純化.
蛋白的分離純化常見方法，離子交換、分子篩、疏水層析、親和層析等
❹ 陽離子交換樹脂的物理性質
1、離子交換樹脂顆粒尺寸：
離子交換樹脂一般呈顆粒狀，樹脂顆粒的尺寸是非常重要的，如果樹脂顆粒尺寸大的話，反應速度就比較慢一些，而樹脂顆粒尺寸小，反應速度較快，但是液體通過的阻力也比較大，需要較高的工作壓力，所以樹脂顆粒的大小一般是經過嚴格篩選才能夠確定，大多數的樹脂的尺寸的有效粒徑在0.4～0.6mm左右。
2、離子交換樹脂的密度：
離子交換樹脂的密度有兩種，一種是樹脂乾燥時的密度，被稱為真密度，另外一種是樹脂濕潤時的密度，被稱為視密度。樹脂的密度和樹脂的交聯度是息息相關的，交聯度高的樹脂密度一般也較高，而強酸性或強鹼性的樹脂要比弱酸性或弱鹼性樹脂的密度高一些。
3、離子交換樹脂的溶解性：
離子交換樹脂一般情況下是不溶性物質，不過樹脂在合成的過程中，可能會加入一些聚合度較低的物質，就會導致樹脂在工作時將這些物質溶解出來，根據統計交聯度較低和含活性基團多的樹脂，溶解傾向較大，我們在選擇樹脂時也要考慮到樹脂溶解性能不能符合自己的要求。
4、離子交換樹脂的耐用性：
離子交換樹脂在運輸、儲存、使用時，樹脂可能會發生摩擦、膨脹或者收縮等變化，長期使用後，還可以會發生樹脂破損等現象，所以在選擇樹脂時，樹脂的機械強度和耐磨性也是非常重要的一點，一般交聯度低的樹脂，耐磨性也較低。
5、離子交換樹脂的膨脹度：
離子交換樹脂體內本身就含有一定的水分，還有其他的親水基團，使用樹脂在與水接觸時，就會發生樹脂膨脹的現象，樹脂在轉型時，也會發生膨脹，比如樹脂由氫型轉為鈉型時，樹脂就會發生膨脹，一般情況下，樹脂的交聯度越低，膨脹度就越大，所以在樹脂在裝填時需要根據樹脂膨脹的大小，確認樹脂裝填的高度。
6、離子交換樹脂的水分：
一定離子型態的樹脂其顆粒內所含的平衡水量是該樹脂的固有特性。同種樹脂，不同的離子型態，其含水量也是不同的。為此，國家標准也規定了各種樹脂在特定的離子型態下的含水量。樹脂在使用的過程中，隨著各種因素對樹脂的損害，其含水量也會發生變化。因此，樹脂含水量的變化大小，也是判斷樹脂受損性程度的依據之一。
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❺ j簡述離子交換動力學過程
凡是以氣相作抄為流動相的色譜技術，通稱為氣相色譜。一般可按以下幾方面分類：
1、按固定相聚集態分類：
（1）氣固色譜：固定相是固體吸附劑，
（2）氣液色譜：固定相是塗在擔體表面的液體。
2、按過程物理化學原理分類：
（1）吸附色譜：利用固體吸附表面對不同組分物理吸附性能的差異達到分離的色譜。
（2）分配色譜：利用不同的組分在兩相中有不同的分配系數以達到分離的色譜。
（3）其它：利用離子交換原理的離子交換色譜：利用膠體的電動效應建立的電色譜；利用溫度變化發展而來的熱色譜等等。
氣相色譜是一種物理的分離方法。利用被測物質各組分在不同兩相間分配系數（溶解度）的微小差異，當兩相作相對運動時，這些物質在兩相間進行反復多次的分配，使原來只有微小的性質差異產生很大的效果，而使不同組分得到分離。
氣相色譜法簡單分析裝置流程基本由四個部份組成
❻ 水處理樹脂的離子交換樹脂的物理性質
離子交換樹脂的顆粒尺寸和有關的物理性質對它的工作和性能有很大影響。 離子交換樹脂通常製成珠狀的小顆粒，它的尺寸也很重要。樹脂顆粒較細者，反應速度較大，但細顆粒對液體通過的阻力較大，需要較高的工作壓力;特別是濃糖液粘度高，這種影響更顯著。因此，樹脂顆粒的大小應選擇適當。如果樹脂粒徑在0.2mm(約為70目)以下，會明顯增大流體通過的阻力，降低流量和生產能力。
樹脂顆粒大小的測定通常用濕篩法，將樹脂在充分吸水膨脹後進行篩分，累計其在20、30、40、50……目篩網上的留存量，以90%粒子可以通過其相對應的篩孔直徑，稱為樹脂的「有效粒徑」。多數通用的樹脂產品的有效粒徑在0.4～0.6mm之間。
樹脂顆粒是否均勻以均勻系數表示。它是在測定樹脂的「有效粒徑」取累計留存量為40%粒子，相對應的篩孔直徑與有效粒徑的比例。如一種樹脂(IR-120)的有效粒徑為0.4～0.6mm，它在20目篩、30目篩及40目篩上留存粒子分別為：18.3%、41.1%、及31.3%，則計算得均勻系數為2.0。 樹脂顆粒使用時有轉移、摩擦、膨脹和收縮等變化，長期使用後會有少量損耗和破碎，故樹脂要有較高的機械強度和耐磨性。通常，交聯度低的樹脂較易碎裂，但樹脂的耐用性更主要地決定於交聯結構的均勻程度及其強度。如大孔樹脂，具有較高的交聯度者，結構穩定，能耐反復再生。
❼ 離子交換樹脂的物理性質
離子交換樹脂的顆粒尺寸和有關的物理性質對它的工作和性能有很大影響。
離子交換樹脂通常製成珠狀的小顆粒，它的尺寸也很重要。樹脂顆粒較細者，反應速度較大，但細顆粒對液體通過的阻力較大，需要較高的工作壓力；特別是濃糖液粘度高，這種影響更顯著。因此，樹脂顆粒的大小應選擇適當。如果樹脂粒徑在0.2mm（約為70目）以下，會明顯增大流體通過的阻力，降低流量和生產能力。
樹脂顆粒大小的測定通常用濕篩法，將樹脂在充分吸水膨脹後進行篩分，累計其在20、30、40、50……目篩網上的留存量，以90%粒子可以通過其相對應的篩孔直徑，稱為樹脂的「有效粒徑」。多數通用的樹脂產品的有效粒徑在0.4～0.6mm之間。
樹脂顆粒是否均勻以均勻系數表示。它是在測定樹脂的「有效粒徑」坐標圖上取累計留存量為40%粒子，相對應的篩孔直徑與有效粒徑的比例。如一種樹脂（IR-120）的有效粒徑為0.4～0.6mm，它在20目篩、30目篩及40目篩上留存粒子分別為：18.3%、41.1%、及31.3%，則計算得均勻系數為2.0。
樹脂顆粒使用時有轉移、摩擦、膨脹和收縮等變化，長期使用後會有少量損耗和破碎，故樹脂要有較高的機械強度和耐磨性。通常，交聯度低的樹脂較易碎裂，但樹脂的耐用性更主要地決定於交聯結構的均勻程度及其強度。如大孔樹脂，具有較高的交聯度者，結構穩定，能耐反復再生。
❽ 離子交換樹脂的物理結構
離子樹脂常分為凝膠型和大孔型兩類。
凝膠型樹脂的高分子骨架，在乾燥的情況下內部沒有毛細孔。它在吸水時潤脹，在大分子鏈節間形成很微細的孔隙，通常稱為顯微孔（micro-pore）。濕潤樹脂的平均孔徑為2～4nm（2×10－6 ～4×10－6mm）。這類樹脂較適合用於吸附無機離子，它們的直徑較小，一般為0.3～0.6nm。這類樹脂不能吸附大分子有機物質，因後者的尺寸較大，如蛋白質分子直徑為5～20nm，不能進入這類樹脂的顯微孔隙中。
大孔型樹脂是在聚合反應時加入致孔劑，形成多孔海綿狀構造的骨架，內部有大量永久性的微孔，再導入交換基團製成。它並存有微細孔和大網孔（macro-pore），潤濕樹脂的孔徑達100～500nm，其大小和數量都可以在製造時控制。孔道的表面積可以增大到超過1000m2/g。這不僅為離子交換提供了良好的接觸條件，縮短了離子擴散的路程，還增加了許多鏈節活性中心，通過分子間的范德華引力（van de Waals force）產生分子吸附作用，能夠象活性炭那樣吸附各種非離子性物質，擴大它的功能。一些不帶交換功能團的大孔型樹脂也能夠吸附、分離多種物質，例如化工廠廢水中的酚類物。
大孔樹脂內部的孔隙又多又大，表面積很大，活性中心多，離子擴散速度快，離子交換速度也快很多，約比凝膠型樹脂快約十倍。使用時的作用快、效率高，所需處理時間縮短。大孔樹脂還有多種優點：耐溶脹，不易碎裂，耐氧化，耐磨損，耐熱及耐溫度變化，以及對有機大分子物質較易吸附和交換，因而抗污染力強，並較容易再生。