Welcome to南京化学试剂股份有限公司!

025-58369808

联系我们

PRPULAR PUSH

ATTEN:
南试
phone:
025-58369808
QQ:
3236925839
ADD:
南京市六合区赵桥河南路109号

河池什么是离子交换,原理是什么

author:南京化学试剂股份有限公司

【Font size: big medium smail

time:2020-07-08 13:26:04

本文由南京化学试剂股份有限公司提供,重点介绍了什么是离子交换,原理是什么相关内容。南京化学试剂股份有限公司专业提供化学试剂公司,探索试剂,生物试剂公司等多项产品服务。公司的产品服务被广泛应用于其专属行业,市场覆盖率高,售后保障良好,质量高,价格低。

什么是离子交换以及离子交换的原理。目前离子交换主要用于水处理(软化和纯化);溶液(如糖液)的精制和脱色;从矿物浸出液中提取铀和稀有金属;从发酵液中提取抗生素以及从工业废水中回收贵金属等。什么是离子交换借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的,是一种属于传质分离过程的单元操作。离子交换是可逆的等当量交换反应。离子交换的原理平衡有两种理论可用于研究交换过程的选择性:① 多相化学反应理论假定离子A1与A2之间有如下的交换反应:式中Z1和Z2分别为离子A1和A2的化合价;A1和A2表示存在于溶液相中的离子;凴1和凴2表示存在于树脂相中的离子。

以离子浓度C代替活度,依据质量作用定律,可得出离子交换平衡常数为: 式中C1、C2、叿1和叿2分别为A1、A2、凴1和凴2的离子浓度。此常数又称选择性系数。②膜平衡理论 认为树脂表面相当于半透膜, 所交换的离子能自由通过;而连接在树脂骨架上的离子不能通过。按照F.G.唐南膜平衡原理,可得出格雷戈尔公式:式中R为摩尔气体常数;T为绝对温度;α1、α2、ā1和ā2分别为离子A1、A2、凴1和凴2的活度;π为渗透压;堸为位于树脂相的离子的偏摩尔体积。

由上式可以看出,化合价较高、体积较小(即水化半径较小)的离子,将优先与树脂结合。因此,溶液中各种离子的化合价及体积相差越大,离子交换过程的选择性越高。动力学离子交换是一种液固相反应过程,必然涉及物质在液相和固相中的扩散过程。在常温下,交换反应的速度很快,不是控制因素。如果进行交换的离子在液相中的扩散速度较慢,称为外扩散控制,如果在固相中的扩散较慢,则称为内扩散控制。早期的研究系从斐克定律(见分子扩散)出发,所导出的速率方程式只适用于同位素离子的交换。

实际上,离子交换过程至少有两种离子反向扩散。如果它们的扩散速率不等,就会产生电场,此电场必对离子的扩散产生影响。考虑到此电场的影响,F.G.赫尔弗里希导出相应的速率方程为:式中N为物质通量;D为扩散系数;F为法拉第常数;φ为电极电位。