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文档简介

离子交换过程的特点:选择性高:主要去除离子化的物质,并进行等物质的量交换;去除效率高适用性强,应用范围广(无机、有机及高纯物的制备);交换剂可反复使用操作简便,分离容易2018/11/303离子没换的基理论3.1离子交换机理离子交换热力学——平衡问题,反应的方向和限度离子交换动力学——速率问题,反应的历程和达到平衡的时间2018/11/30一、道南理论(DonnanTheory)膜平衡理论几点假设:a.把树脂看作是凝胶吸水溶涨;界面外b树脂颗粒和外部溶液之间的界面看作是一种半透膜,Resion-so3膜的一边是树脂相,另半逶膜溶边是溶液相液C.树脂上的可交换离子和外部溶液中的离子,可通过HC!半透膜相互扩散;树脂骨架上的固定离子不能扩散2膜内外同类型高子扩散透过半透膜的速率相等时1离子交换过程达到平衡。、道南理论(DonnanTheory)以H型阳离子交换树脂为例:道南原则:将H型阳离子交换树脂浸入盐酸(HC)溶液,则树脂上的H可以进入外部溶液,而外部溶液中的H和C也可以进入内部溶液。当膜内外H和(扩散通过半透膜的速度相等时,交换达到了平衡。根据唐南原则,阳离子只能交换阳离子,不能交换阴离子;阴离子也只能交换阴离子,不能交换阳离子2018/11/30、道南理论(DonnanTheory)离子交换过程也适用质量作用定律H内CH内=[H中外CH外由于膜两边电荷呈中性,即H=CH,H内=C内+[R将[H1外H代入质量作用定律,得CH外2=CH内[C内+R小由于膜内有较多的固定离子存在,因此[R很大,则[CH外>[CH内,[内>>[H2018/11/30、离子交换平衡s离子交换过程可看作是固相的交换树脂和液相中电解质之间的化学置换反应。其反应一般是可逆的。6阳离子交换:RA++B+=RB++A+≤阴离子交换:R+C+D=R+D+C如:树脂上有可交换离子Na+,溶液中有Ca2+→Ca2+与树脂上的Na+交换→)Na进入溶液当溶液Na+浓度很高时→Na+又置换树脂上的Ca22018/11/30二、离子交换平衡ClSO3NaRHSOC交换RC再生SO,CaNaSO018/1130离子交换反应的界面过程二、离子交换平衡◆由于离子交换反应是可逆的,进行的方向主要取决于树脂相和溶液相中各种离子的相对浓度。s树脂相和溶液相中离子浓度差作为推动力,推动着交换反应的进行。当反应进行到一定程度时,就达到了离子交换平衡状态。此时,每一种物质在树脂相中的化学势与在溶液相中的化学势相等,即:(△G+RTha)树=(AG+RTIna;)溶液2018/11/30二、离子交换平衡离子交换平衡可用平衡常数来表示。例如:将树脂R-A浸入含有B+的溶液中,B+与A+能通过半透膜进行交换:RA+内+B外=RB内+A外达到平衡后,平衡常数KB≤如果KAB>1,表示B比较牢固地结合在树脂上;≤如果KAB<1,则表示A+比较牢固的结合在树脂上。∴K△B的数

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