磷酸净化离子交换法除阳离子
1. 求离子交换法在净化水的应用的参考文献,数据和图,越多越好,很急,谢谢!
实验九 水的净化——离子交换法 [实验目的] 1. 了解离子交换法制备纯水的基本原理; 2. 掌握水质检验的原理和方法; 3. 学习电导率仪的使用; 4. 掌握离子交换树脂的操作方法。 [实验原理] 天然水的净化方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法 离子交换法制备纯水是使自来水通过离子交换柱(内装离子交换树脂),除去杂质离子,达到净化的目的。 离子交换树脂是一种难溶性的高分子聚合物,对酸、碱及一般有机溶剂稳定。它具有网状骨架结构。在其骨架上含有许多可与溶液中的离子起交换作用的“活性基团”。根据 树脂可交换活性基团的不同,可将离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子交换树脂:是树脂中的活性基团可与溶液中的阳离子进行交换,如: - + - +
R-SO3 H
R-COO H
R 表示树脂中网状结构的骨架部分。 活性基团中含有H+,可与溶液中的阳离子交换的阳离子交换树脂称为酸性阳离子交 换树脂或H型阳离子交换树脂。按活性基团酸性强弱的不同,又分为强酸性、弱酸性离子交换树脂。例如R-SO3H为强酸性离子交换树脂(如国产“732” 树脂);R-COOH为弱 酸性离子交换树脂(如国产“724” 树脂)。阴离子交换树脂:是树脂中的活性基团可与溶液中的阴离子进行交换,如:R-NH3+OH- R-N+(CH3)3|OH- 按活性基团碱性强弱的不同,又分为强碱性、弱碱性离子交换树脂。例如 R-N+ OH- (CH3)3为强碱性离子交换树脂(如国产“717” 树脂);为R-NH3+OH-弱碱性 1
离子交换树脂(如国产“701” 树脂)。 当水流经过离子交换柱时,水中的Na+,Ca2+或Cl-,SO42-等离子与树脂上的活性基团 中的H+或OH-进行交换: R-SO3-H+ + Na+
2. 求帮忙T.T 1.离子交换法中吸附离子的载体有什么。2.离子交换法的类型,阳离子交换柱对阴离子的选则的要求
离子交换的实验我刚做过,掌握的也不是很好哈,,,载体一般就是离子交换树脂版(制造原料主要有苯乙烯和丙权烯酸(酯)之类的),机体是什么不重要因为它相当于一个催化剂全程“路过”,你一定用某个物质把它转型(酸性是阳型碱性阴型),然后才能用。硫代硫酸根比氯离子使用时更易被阴型阴离子交换柱吸收,所以要考虑使用时你准备用交换柱吸收什么离子再决定用什么阴离子转型树脂。它完全是个物理过程,不是化学反应,所以你要从离子大小,电荷数考虑,氧还性不必特别放在心上。具体你要看看书,网上也有很多课件说的很清楚我就不复制黏贴了,,,侧配离子电荷时溶液很容易弄得特别稀,上次我们测全班就一个人测出是4(正解),大多数是3和2.所以定容前和使用PH计时要谨慎别浪费太多
3. 离子交换法富集分离阳离子和阴离子的原理各是什么
主要利用阴抄阳离子在树脂上的吸附袭与解吸附来完成的,比如阴离子树脂用于有机酸的富集,而阳离子用于生物碱的富集。当有机酸的阴离子与阴离子上的羟基负离子交换时被吸附,用酸水去洗脱,把有机酸阴离子置换下来,而达到富集效果。生物碱原理也一样,其他成分先区分不同物质的性质来设计富集的方法
4. 离子交换法富集分离阳离子和阴离子的原理各是什么
离子交换树脂是利用被分离离子交换能力的差别而实现分离的,一般情况下价态高的离子选择系数大,如铁离子的交换顺序大于钙离子,具体情况如下:对阳离子的吸附
高价离子通常被优先吸附,而低价离子的吸附较弱。在同价的同类离子中,直径较大的离子的被吸附较强。一些阳离子被吸附的顺序如下:fe3+
>
al3+
>
pb2+
>
ca2+
>
mg2+
>
k+
>
na+
>
h+
对阴离子的吸附
强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为:so42->
no3-
>
cl-
>
hco3-
>
oh-
弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下:oh->
柠檬酸根3-
>
so42-
>
酒石酸根2-
>草酸根2-
>
po43-
>no2-
>
cl-
>醋酸根-
>
hco3-
5. 什么称为阳离子交换法
阳离子交换法
不溶解的高分子化合物有可以解离的基团,洗脱时释放出一种阳离子然后结合另一种阳离子
洗脱的能力根据平衡常数
6. 离子交换法净化水的原理
1、比如粒子交换柱上是—OH,那你流过含H+的水,阴粒子就被—OH换了下来.水量就增专加了点..其他粒子属吸收方法类似...
2、混合离子主其实是吸收非离子杂质
3、含杂质的水导电率高,因为纯水是绝缘的,含杂质越多导电性能越好...因为有可移动的离子了
4、这些反应是可逆反应
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 用离子交换法分离和富集水样中的阳离子和阴离子的原理
离子交换树脂是利用被分离离子交换能力的差别而实现分离的,一般情况回下价态高的离子选择系答数大,如铁离子的交换顺序大于钙离子,具体情况如下:对阳离子的吸附
高价离子通常被优先吸附,而低价离子的吸附较弱.在同价的同类离子中,直径较大的离子的被吸附较强.一些阳离子被吸附的顺序如下:Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
对阴离子的吸附
强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为:SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下:OH-> 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-