离子交换和离子交换树脂

离子交换(IE)是一种水处理方法,用于去除水和其他液体溶液中不需要的溶解杂质。完成这一过程的方法是将来自污染物的离子与来自理想物质的离子交换。这些离子包含一个正电荷称为阳离子或一个负电荷称为阴离子。为了保持水的中性电荷,交换的离子必须具有相同类型的(+或-)电荷。

水中溶解的污染物

通常在污染物溶解在水中时形成离子。当溶解物质在水中时,它仍然会像晶莹剔透一样。另一方面,如果污染物是固体颗粒,则水将是多云的。通过各种过滤方法可以从水中除去固体物质。必须首先将这些固体颗粒从水中除去通过离子交换替换溶解的颗粒。

使用离子交换软化

离子交换的常见用途是软化水。硬水主要含有溶解的钙和镁离子。这些离子可以沉淀并导致水管和植物锅炉中的缩放,如果没有移除可能导致系统损坏。

为了软化水,我们将交换硬阳离子(钙和钙)++和镁镁++)对于另一个不会导致规模形成的阳离子。该方法涉及使用已加入钠(Na)的交换树脂珠粒(NA+)。系统将通过硬离子(CA.++和米格++)通过用两个钠离子代替这些阳离子的树脂珠粒。

离子交换反应可以表示如下:

2 rna + ca++- > R2ca + 2 na+

每一个进入树脂珠的钙或镁离子都会与两个离开树脂珠的钠离子交换。阴离子不能进入树脂珠,因为树脂珠也含有一种永久的磺酸盐(SO3.-)排斥带正电的水离子的阴离子。这种交换发生的原因是树脂珠更喜欢钙和镁而不是钠。最终的结果是钠离子取代了硬离子,尽管水的盐度保持不变。在软化或离子交换过程中,改变的只是水中的盐度成分。重要的是要注意,如果需要,硬离子也可以交换钾与钠离子结合或替代。

脱矿质

离子交换的脱矿是一种两步的方法,涉及阳离子和阴离子交换树脂的治疗。用氢气更换水中的溶解阳离子(H.+)离子和溶解的阴离子与氢氧化物(OH-离子。通过这个过程,新的阳离子和阴离子离子将重组形成新的水分子。这种组合可以表示如下:

H++哦-- > hoh - > h2O.

该交换的净结果是完全除去离子污染物。离子污染物将附着在两个交换树脂上,水将完全脱矿质。