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離子樹脂的化學性能介紹

點擊次數:   更新時間:17/02/10 17:05:02     來源:www.pcpdog123.com關閉分    享:
  離子樹脂系列産品具有交換容量高、交換速度快、機械強度好等衆多特點,在在堿性、中性,甚至酸性介質中都顯示離子交換的卓越功能,所以廣泛應用于水處理、食品工業、制藥行業、合成化學和石油化學工業、環境保護,以及濕法冶金和其他行業,這源于離子樹脂的5大化學性能,一起了解下吧:
  一、離子交換反應的可逆性能
  離子交換反應是可逆的,例如當含有硬度的水通過H型離子交換劑時其反應如下表示:2RH+Ca2+==========R2Ca+2H+當反應進行到失效時,為了恢複離子交換劑的交換能力,就可以利用離子交換反應的可逆性,用硫酸或鹽酸溶液通過此失效的離子交換劑,以恢複其交換能力。如下式化學平衡的移動,當水中Ca2+和H型離子交換劑多時,反應正向進行,反之則逆向進行。2RH+Ca2+=======R2Ca+2H+正反應為運行,逆反應為再生,離子交換的可逆性,是離子樹脂劑可以反複使用的重要性質。
  二、酸堿性能性能
  強酸型陽離子樹脂和弱堿型陰離子樹脂的性能與電解質酸堿相同,在水中有電離出H+和OH-的能力,因此根據此能力的大小可以有強弱之分。強酸型離子樹脂在水中電離出H+的能力較大,所以它是很容易和水中其它各種離子進行交換反應,而弱堿H型離子樹脂在水中電離出H+的能力較小,故當水中有一定量的H+時,就顯示不出來交換反應,強堿性和弱堿性陰離子交換劑的情況與此相似。
  三、中和與水解
  離子樹脂的中和與水解的性能和通常的電解質一樣,強酸型離子交換劑和堿液會進行中和反應,如強酸性H離子和強堿性NaOH相遇,則中和反應進行得更完全,如下式;RSO3H+NaOH==========RSO3Na+H2O它的水解反應也和通常電解質的水解反應一樣,當水解産物有弱酸或弱堿時,水解能力較大,如下式表示。RCOONa+H2O=====RCOOH+NOHRNH3CL+H2O=====RNH3OH+HCL所以,具有弱堿性基團的離子樹脂的鹽性,易于水解。
  四、樹脂的選擇性能
  離子樹脂吸附各種離子的能力不一樣,有些離子易被交換劑吸附,但吸附後要把它交換下來就較困難,而另一些離子很難被吸附,但被置換下來卻比較容易,這種性能稱為離子交換的選擇性,這種選擇性影響到離子交換劑的交換和再生(或稱為還原)過程。離子樹脂的選擇性能主要決定于被吸附的離子結構,它有兩個規律;一個是離子帶的電荷越大,越易被交換劑吸附,例如二價離子比一價離子易吸附,另一個是對于帶有相同電荷量的離子,則原子序數大(即分子量大)的元素,形成離子的水合半徑小,較易被吸附。對于陽離子樹脂來說,它對各種常見離子的選擇性次序為;Fe3+>AI3+>Ca2+>Mg2+>K+≈NH4+>Na+>Li+這個次序隻适合在含鹽量不是很高的水溶液中,如在濃溶液中,離子間的幹擾較大,且水合半徑的大小順序和上述的次序有些差别,此時各離子間選擇性差别較小。離子樹脂的選擇性除了和吸附離子的本質有關外,有時還與離子交換劑的活性基團有關系,特别是強酸型陽離子樹脂和弱堿型陰離子樹脂,如帶磺酸根(-SO3-)的強酸性離子交換劑,對H+的吸附能力并不很強,在選擇性次序中H+居于Li+和Na+之間,即其選擇性次序為:Fe3+>AI3+>Ca2+>Mg2+>K+≈NH4+>Na+>Li+所以在實際應用中,用酸再生弱酸性陽離子交換劑,要比再生強酸性陽離子樹脂容易得多。強堿性陰離子樹脂選擇性次序為:
  SO42->NO3->CI->OH->F->HCO3->HSiO3-弱堿性陰離子樹脂的選擇性次序為OH->SO42->NO3->CI->F->HCO3->HSiO3-所以用堿再生弱堿性陰離子樹脂要比再生強堿性陰離子樹脂容易。
  五、交換性能
  交換性能即離子樹脂的交換容量,交換容量是表示一種離子樹脂中可交換離子量的多少,交換容量有兩種表示法;一種是重量表示法,即單位重量離子交換劑的吸附能力,通常用毫克當量/克(mg-N/g)表示,另一種是體積表示法,即單位體積離子交換劑的吸附能力,通常用克當量/米3(g-N/m3)表示。離子交換是遵循當量定律的,等當量的交換和再生,不同的離子交換劑交換能力不同。由于離子交換劑的形态不同,其體積和重量也不相同,在表示交換容量時,為了統一起見,一般陽離子交換劑以H型為準,陰離子樹脂以Cl型為準。
  以上就是關于離子樹脂的介紹,希望對大家有幫助,如果您還有疑問,歡迎來電咨詢。

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