离子交换法是物理变化吗
经树脂处理过的软化水是化学变化。详见下面第三条
硬水又分为暂时硬水和永久硬水。
处理硬水使之变成软水主要有三种途径:
1. 煮沸法(只适用于暂时硬水)
煮沸暂时硬水时的反应:
Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑
Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑
2. 石灰——纯碱法 (工业用)
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3. 离子交换法
离子交换软化法主要是依靠钠离子交换器中的交换树脂进行软化处理。由于交换树脂吸附能力强,能将游离在水中的钙、镁离子吸附,从而把水软化。
离子交换法
目前广泛采用的是离子交换法,即用离子交换剂来软化硬水的方法。过去曾用过磺化煤、泡沸石来软化硬水,目前普遍使用的离子交换剂是高分子离子交换树月旨,它是有交换离子能力的高分子化合物。它是由不溶于水的交换剂本体及能在水中解离的活性交换基团两个基本部分组成。根据可交换的离子是阳离子或阴离子而分别称为陌离子交换树脂和阴离子交换树脂,如通常使用的苯乙烯型离子交换树脂,它的交换剂本体是由苯乙烯与部分对苯二乙烯共聚而成的不溶性高聚物。当本体上连有磺酸基(一SO-3Na+)或季铵基[一N+ (CH3)3Cl-]后则分别具有交换阳离子或阴离子的能力。
用离子交换树脂软化硬水分为两步:处理工程和再生工程。
当硬水通过阳离子交换树脂时,水中的钙、镁离子与阳离子交换树脂上的活性基团钠离 —B子发生交换并被吸附,使水软化:
口一(S03Na)2+Ca2+——>口一(SO3)2·Ca+2Na+ (处理工程)
当阳离子交换树脂上的钠离子几乎全部被钙、镁离子所交换时就失去了交换离子的能力;必须通过再生恢复它的交换能力。通常使用食盐为再生剂,再生过程中先用清水洗涤离子交换树脂,然后通人质量分数为10%的食盐水浸泡而使离子交换树脂吸附的钙、镁离子解吸下来,然后随废液排出。
口一(S03)2Ca+2Na+——>口一(S03Na)2+a2+ (再生工程)
在离子交换过程中,不仅钙、镁离子会被交换,水中含有的铁、锰、铝等金属离子也可同旧寸被交换去除。当硬水先后通过阳、阴离子交换树脂后;水中的电解质阳、阴离子基本均可被去除,这种方法得到的软水叫去离子水。
所以是化学变化
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参考资料 http://..com/question/1339220.html?fr=qrl3
水的硬度(也叫矿化度)是指溶解在水中的钙盐与镁盐含量的多少。含量多的硬度大,反之则小。1升水中含有10mmgCaO(或者相当于10mmgCaO)称为1度。软水就是硬度小于8的水,如雨水,雪水,纯净水等;硬度大于8的水为硬水,如矿泉水,自来水,以及自然界中的地表水和地下水等。
硬水又分为暂时硬水和永久硬水。暂时硬水的硬度是由碳酸氢钙与碳酸氢镁引起的,经煮沸后可被去掉,这种硬度又叫碳酸盐硬度。永久硬水的硬度是由硫酸钙和硫酸镁等盐类物质引起的,经煮沸后不能去除。以上两种硬度合称为总硬度。
当水滴在大气中凝聚时,会溶解空气中的二氧化碳形成碳酸。碳酸最终随雨水落到地面上,然后渗过土壤到达岩石层,溶解石灰(碳酸钙和碳酸镁)产生暂时硬水。一些地区的溶洞和溶洞附近的硬水就是这样形成的。
硬水有许多缺点:1.和肥皂反应时产生不溶性的沉淀,降低洗涤效果。(利用这点也可以区分硬水和软水)2.工业上,钙盐镁盐的沉淀会造成锅垢,妨碍热传导,严重时还会导致锅炉爆炸。由于硬水问题,工业上每年因设备、管线的维修和更换要耗资数千万元。3.硬水的饮用还会对人体健康与日常生活造成一定的影响。没有经常饮硬水的人偶尔饮硬水,会造成肠胃功能紊乱,即所谓的“水土不服”;用硬水烹调鱼肉、蔬菜,会因不易煮熟而破坏或降低食物的营养价值;用硬水泡茶会改变茶的色香味而降低其饮用价值;用硬水做豆腐不仅会使产量降低、而且影响豆腐的营养成分。
那么硬水毫无是处了吗?不对,否则怎么会有那么多的人买矿泉水喝呢 。原来钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素。科学家和医学家们调查发现,人的某些心血管疾病,如高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率,与饮水的硬度成反比,水质硬度低,死亡率反而高。其实,长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康。我国规定:饮用水的硬度不得超过25度 。
硬水经过处理后可以转化为软水。下面介绍硬水软化的三种主要方法:
1. 煮沸法(只适用于暂时硬水)
煮沸暂时硬水时的反应:
Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑
Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑
由于CaCO3不溶,MgCO3 微溶,所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁:
MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 ↓+CO2↑
由此可见水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2
2. 石灰——纯碱法 (工业用)
在这种方法中,暂时硬度加入石灰就可以完全消除,HCO3-都被转化成CO32-。而镁的永久硬度在石灰的作用下会转化为等物质的量的钙的硬度,最后被去除。反应过程中,镁都是以氢氧化镁的形式沉淀,而钙都是以碳酸钙的形式沉淀。
Ca2+(aq) --石灰-苏打法--> CaCO3(s)
Mg2+(aq)--石灰-苏打法--> Mg(OH)2(s)
3. 离子交换法
这种方法中用到的离子交换剂,有无机和有机两种。无机离子交换剂,如沸石等;有机离子交换剂包括:碳质离子交换剂——磺化酶,阴阳离子交换树脂等。而且一般的离子交换剂在失效后还可以再生。
❷ 离子交换原理
离子交换的基本原理 离子交换的选择性定义为离子交换剂对于某些离子显示优先活性的性质。离子交换树脂吸附各种离子的能力不一,有些离子易被交换树脂吸附,但吸着后要把它置换下来就比较困难;而另一些离子很难被吸着,但被置换下来却比较容易,这种性能称为离子交换的选择性。离子交换树脂对水中不同离子的选择性与树脂的交联度、交换基团、可交换离子的性质、水中离子的浓度和水的温度等因素有关。离子交换作用即溶液中的可交换离子与交换基团上的可交换离子发生交换。一般来说,离子交换树脂对价数较高的离子的选择性较大。对于同价离子,则对离子半径较小的离子的选择性较大。在同族同价的金属离子中,原子序数较大的离子其水合半径较小,阳离子交换树脂对其的选择性较大。对于丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂来说,它对一些离子的选择性顺序为:H+>Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na十。 离子交换反应是可逆反应,但是这种可逆反应并不是在均相溶液中进行的,而是在固态的树脂和溶液的接触界面间发生的。这种反应的可逆性使离子交换树脂可以反复使用。以D113型离子交换树脂制备硫酸钙晶须为例说明: D113丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂是一种大孔型离子交换树脂,其内部的网状结构中有无数四通八达的孔道,孔道里面充满了水分子,在孔道的一定部位上分布着可提供交换离子的交换基团。当硫酸锌溶液中的Zn2+,S042-扩散到树脂的孔道中时,由于该树脂对Zn2+选择性强于对Ca2+的选择性,,所以Zn2+就与树脂孔道中的交换基团Ca2+发生快速的交换反应,被交换下来的Ca2+遇到扩散进入孔道的S042-发生沉淀反应,生成硫酸钙沉淀。其过程大致为:
(1)边界水膜内的扩散 水中的Zn2+,S042-离子向树脂颗粒表面迁移,并扩散通过树脂表面的边界水膜层,到达树脂表面; (2)交联网孔内的扩散(或称孔道扩散) Zn2+,S042-离子进入树脂颗粒内部的交联网孔,并进行扩散,到达交换点;
(3)离子交换 Zn2+与树脂基团上的可交换的Ca2+进行交换反应;
(4)交联网孔内的扩散 被交换下来的Ca2+在树脂内部交联网孔中向树脂表面扩散;部分交换下来的Ca2+在扩散过程中遇到由外部扩散进入孔径的S042-发生沉淀反应,生成CaS04沉淀;
(5)边界水膜内的扩散 没有发生沉淀反应的部分Ca2+扩散通过树脂颗粒表面的边界水膜层,并进入水溶液中。 此外,由于离子交换以及沉淀反应的速度很快,硫酸钙沉淀基本在树脂的孔道里生成,因此树脂的孔道就限制了沉淀的生长及形貌,对其具有一定的规整作用。通过调整搅拌速度、反应温度等外界条件,可以使树脂颗粒及其内部孔道发生相应的变化,这样当沉淀在树脂孔道中生成后,就得到了不同尺寸和形貌的硫酸钙沉淀。
❸ 吸附法和离子交换法异同
吸附法有物理吸附和化学吸附之分,物理吸附如活性炭,把待吸附物吸附在本身的表面专,但是可逆过程,化学属吸附是通过化学反应将待吸附物吸附,是不可逆的。而离子交换是在溶液或某种介质下两种物质中得离子发生交换,达到去除某种离子的目的
❹ 离子交换,电系法是物理变化么
离子交换是利用置换反映
置换掉原水中的其他离子
得到相对纯水H2O属化学范畴。
电系法?是说电渗析?还是什么。
❺ 离子交换,电系法是物理变化么
离子交换是利用置换反映 置换掉原水中的其他离子 得到相对纯水H2O属化学范畴。
电系法?是说电渗析?还是什么。
❻ 离子交换法的原理
吸附(adsorption)
溶液中的离子与树脂上官能团发生反应,并结合到树脂上的过程。
淋洗(elution)
用一定浓度的淋洗剂将已吸附在离子交换树脂上的金属由树脂转移到水溶液中的过程,又称解吸。
转型(transformation)
将树脂从一种型式转变为其他离子型式的过程。
离子交换树脂(ion exchange resin)
一种带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构与不溶性的高分子聚合物。通常是球形颗粒物。
饱和树脂(loadedresin)
在某一特定条件下,当吸附尾液中被吸附离子的浓度与进料液中浓度相等或达到动态平衡时的离子交换树脂。
离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水,水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前,先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂,以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。
离子交换树脂利用氢离子交换阳离子,而以氢氧根离子交换阴离子;以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同样的,以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。
阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中,分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起,置于同一个离子交换床中。不论是哪一种形式,当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子,就必须进行“再生”。再生的程序恰与纯化的程序相反,利用氢离子及氢氧根离子进行再生,交换附着在离子交换树脂上的杂质。
❼ 离子交换分离法的原理是什么
离子交换是用一种称为离子交换树脂的物质来进行的。离子交换树脂遇水内溶液时,能够从水溶容液中吸着某种(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。 希望有用
❽ 离子交换法原理
采用碱性阴离子抄交换树脂,A-Cl + I- =A-I + Cl-。离子交换法一般应用于生化产品的制备、纯水的制备等。原理:根据目的物与杂质在不同pH下所带电荷的不同选择相应的离子交换树脂。你的实验是提取碘,在溶液中,碘离子带负电荷,那么就要选择阴离子交换树脂,要么强碱性,要么弱碱性,如果原液ph>9,就必须用强碱性树脂,在9以下,强碱弱碱都可以。你可以都试试。碘酸属于中强酸,优先选择弱碱性阳离子交换树脂。