離子交換速度的因素

A. 離子交換實驗中，不同交換速度下處理出水的總硬度應如何變化為什麼

水的硬度是指水中含有鹽的量，量越大，則表明硬度越高，檢驗水硬度最方便的方法是取要檢驗的水，然後讓肥皂在水中溶解，之後攪拌，觀察是否有泡末產生，泡末越多表明硬度越小，反之則越大。所謂軟水處理就是除掉其中的鹽分，方法就很多的比如：蒸餾，用活性炭等。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、葯劑軟化法工業上的經典水質處理方法是葯劑軟化法，如加入石灰(CaO)、磷酸鈉等。加入石灰，可使水中的二氧化碳、碳酸氫鈣和碳酸氫鎂生成碳酸鈣和氫氧化鎂的沉澱，對永久硬度大的硬水，可再加適量純鹼。軟化時石灰添加量，根據經驗，每降低一千升水中暫時硬度一度，需加純氧化鈣10克。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。 3、離子交換法它是利用離子交換劑，把水中的離子與離子交換劑中可擴散的離子進行交換作用，使水得到軟化的方法。飲料用水大都採用有機合成離子交換樹脂作離子交換劑。在處理水時，先讓水從陽柱自上而下通過，使水中的金屬離子被陽離子交換樹脂吸附，陽離子交換樹脂中的氫離子被交換到水中去；然後再通過陰柱，使水中的陰離子被陰離子樹脂吸附，陰離子樹脂將氫氧根離子交換到水中，和氫離子化合成水，使水得到凈化。工業上用於軟化水的離子交換劑有磺化煤、離子交換樹脂等。它們都是具有復雜結構的物質，為簡便起，用NaR表示。當硬水通過裝有離子交換劑的裝置時，發生離子交換作用： 2NaR＋Ca2+ --> CaR2＋2Na＋ 2NaR＋Mg2+ --> MgR2＋2Na+ 硬水中的Ca2+、Mg2+被離子交換劑吸附而離開溶液，因此從裝置中流出的水就成為軟水。離子交換劑因離子交換作用的不斷進行而逐步喪失功能，因此需要在一定時間內進行再生，即用Na+把它所吸附的Ca2+、Mg2+置換出來，從而恢復它軟化水的能力。 4、電滲析和超濾技術電滲析法是在外加直流電場的作用下，利用陰、陽離子交換膜對水中離子的選擇透過性，使水中陰、陽離子分別通過陰、陽離子交換膜向陽極和陰極移動，從而達到凈化作用。這項技術常用於將自來水制備初級純水。反滲透法（超濾技術）是以壓力為驅動力，提高水的壓力來克服滲透壓，使水穿過功能性的半透膜而除鹽凈化。反滲透法也能除去膠體物質，對水的利用率可達75％以上；反滲透法產水能力大，操作簡便，能有效使水凈化到符合國家標准。 5、蒸餾法：只適用於制備少量無Ca2+、Mg2+的特殊用水。 6、離子膜電解法：是在離子交換樹脂基礎上發展起來的新技術，主要用於海水和苦鹹水的淡化、工業用水和超純水的制備。

B. 什麼是離子交換過程,影響離子交換過程的因素有哪些

離子交換是藉助於固體離子交換劑中的離子與稀溶液中的離子進行交換,以達到提取或去除溶液中某些離子的目的.它是一種屬於傳質分離過程的單元操作.
離子交換法
一、前言
離子交換法(ion exchange process)是液相中的離子和固相中離子間所進行的的一種可逆性化學反應,當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時,便會被離子交換固體吸附,為維持水溶液的電中性,所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中.
離子交換樹脂一般呈現多孔狀或顆粒狀,其大小約為0.1mm,其離子交換能力依其交換能力特徵可分：
1.
強酸型陽離子交換樹脂：主要含有強酸性的反應基如磺酸基（－SO3H）,此離子交換樹脂可以交換所有的陽離子.
2.
弱酸型陽離子交換樹脂：具有較弱的反應基如羧基（－COOH基）,此離子交換樹脂僅可交換弱鹼中的陽離子如Ca2+、Mg2+,對於強鹼中的離子如Ca2+、K+等無法進行交換.
3.
強鹼型陰離子交換樹脂：主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之－N+(CH3)3,在氫氧形式下,－N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出,以進行交換,強鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除.
4.
弱鹼型陰離子交換樹脂：具有較弱的反應基如氨基,僅能去除強酸中的陰離子如SO42-,Cl－或NO3－,對於HCO3－,CO32－或SiO42－則無法去除.
不論是離子交換樹脂或是沸石,都有其一定的可交換基濃度,稱為離子交換容量(ion exchange capacity).對陽離子交換樹脂而言,大約在200~500meq/100g.因為陽離子交換為一化學反應,故必須遵守質量平衡定律.離子交換樹脂的一般方程式可以表示如下：
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離子交換的基本知識
為了除去水中離子態雜質,現在採用得最普遍的方法是離子交換.這種方法可以將水中離子態雜質清除得以較徹底,因而能製得很純的水.所以,在熱力發電廠鍋爐用水的制備工藝中,它是一個必要的步驟.
離子交換處理,必須用一種稱做離子交換劑的物質（簡稱交換劑）來進行.這種物質遇水時,可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號的離子相互交換,離子交換劑的種類很多,有天然和人造、有機和無機、陽離子型和陰離子型等之分,大概情況如表所示.此外,按結構特徵來分,還有大孔型和凝膠型等.
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C. 離子交換樹脂的交換速率為什麼很重要

離子交換樹脂的交換速率很重要，因為這個樹立關乎到交換樹脂的正常運轉狀況，如果交換速率不在正常范圍之內，則會導致交換樹脂出現故障。

D. 影響陽離子交換能力的因素有哪些

土壤溶液中的陽離子進行交換，稱為陽離子的交換作用。影響因素有——（1）陽內離子的代換能力隨容離子價數的增加而增大，因為高價陽離子的電荷量大、電性強所以代換能力也大，各種陽離子代換力的大小順序：Na+<K+<NH4+<Mg2+<Ca2+<H+<Al3+<Fe3+（2）等價離子代換能力的大小，隨原子序數的增加而增大（3）離子運動速度愈大，交換力愈強（4）陽離子的相對濃度及交換生成物的性質。
影響土壤陽離子交換量的因素有:陽離子交換量：每千克干土中所含的全部陽離子總量，以厘摩爾（+）每千克土或 c mol(+)kg的-1次冪表示。影響因素——（1）膠體的種類，有機膠體>無機膠體，有機質高的>有機質低的，次生鋁硅酸鹽（2:1>1:1）>次生氧化物（2）溶液的pH值（3）土壤質地，質地愈細交換量愈高。

E. 影響離子交換器工作層厚度的因素有哪些

工作層厚度是影響離子交換樹脂利用率的主要因素。從運行角度來講影響工作層內厚度的因素有以下容幾個方面：
1) 離子交換反應選擇性越強，交換反應速度越快，工作層越薄。
2) 樹脂的顆粒越大，單位體積樹脂的比表面積越，離子在樹脂中的擴散也越慢，工作層越厚。
3) 進水中離子濃度越高，交換反應所需時間越長，工作層越厚。
4) 水的流速越大，水與樹脂的接觸時間越短，工作層越厚。
5) 水溫越高，樹脂表面覆蓋的水膜越薄，交換反應越快，工作層越薄。相對樹脂的影響要比強型樹脂的影響更為明顯。

F. 在進行離子交換操作過程中，為什麼要控制流出液的流速，如太快，將會

保持液面下是防止表層樹脂乾燥，沒有交換效果還有水對樹脂的沖擊，造成樹脂浮游，還有會帶人空氣，造成氣穴，影響樹脂裝填規整，影響交換效果。

控制水的流量是保證水與樹脂能有充分的接觸時間完成交換，否則流量太快可能有部分水分子沒有充分作用，達不到交換效果，一般保證每小時5倍樹脂體積的流量比較合適。

溶液中待交換的離子與交換樹脂中的離子交換有一個過程：溶液中待交換的離子向樹脂顆粒表面遷移並通過樹脂表面的邊界水膜，進入樹脂內部的孔道與樹脂的離子交換，被交換下的離子再從樹脂孔道往外移動，穿孔樹脂膜到溶液中，這個交換過程是需要一定時間的。

如果待處理的液體流速太快，就有一部份離子來不及交換，造成泄漏,影響處理質量；如果速度太慢就會減小處理流量，降低處理效率.所以要控制液體流速。

(6)離子交換速度的因素擴展閱讀：

水溶液中的一些陽離子進入反離子層，而原來在反離子層中的陽離子進入水溶液，這種發生在反離子層與正常濃度處水溶液之間的同性離子交換被稱為離子交換作用。

離子交換主要發生在擴散層與正常水溶液之間，由於黏土顆粒表面通常帶的是負電荷，故離子交換以陽離子交換為主，故又稱為陽離子交換。離子交換嚴格服從當量定律，即進入反離子層的陽離子與被置換出反離子層的陽離子的當量相等。

G. 離子交換速度公式

沒有，沒去研究這,關鍵是跟水的流速和離子的狀態有關系，

H. 影響土壤陽離子交換量大小的因素有哪些

不同土壤的陽離子交換量不同，主要影響因素：a,土壤膠體類型，不同類型的土壤專膠體其陽離子交換量差屬異較大，例如，有機膠體>蒙脫石>水化雲母>高嶺石>含水氧化鐵、鋁。b,土壤質地越細，其陽離子交換量越高。c,對於實際的土壤而言，土壤黏土礦物的SiO2/R2O3比率越高，其交換量就越大。d,土壤溶液pH值，因為土壤膠體微粒表面的羥基（OH）的解離受介質pH值的影響，當介質pH值降低時，土壤膠體微粒表面所負電荷也減少，其陽離子交換量也降低；反之就增大。土壤陽離子交換量是影響土壤緩沖能力高低，也是評價土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依據。