离子交换和离子交换树脂

离子交换(IE)是一种水处理方法,用于从水和其他液体溶液中去除不需要的溶解杂质。这一过程是通过污染物的离子与所需物质的离子交换来完成的。这些离子包含一个正电荷叫做阳离子,或者一个负电荷叫做阴离子。交换的离子必须具有相同类型的(+或-)电荷,以保持水的中性电荷。

水中溶解污染物

当污染物溶解在水中时,通常会形成离子。当溶解的物质在水中时,它仍会呈现晶莹剔透的状态。另一方面,如果污染物是固体颗粒,水就会浑浊。固体物质可以通过各种过滤方法从水中去除。这些固体颗粒必须先从水中除去,然后再通过离子交换取代溶解的颗粒。

离子交换软化水

离子交换的一个常见用途是使水软化。硬水主要含有溶解的钙和镁离子。这些离子会在水管和工厂锅炉中沉淀并导致结垢,如果不清除可能导致系统损坏。

为了软化水,我们要交换硬阳离子(钙钙离子)++和镁毫克++)为另一种不会导致结垢的阳离子。这个过程涉及到使用交换树脂珠,已被钠(Na+).该系统将通过硬离子(Ca++和毫克++),树脂珠会用两个钠离子取代这些阳离子。

离子交换反应可以表示为:

2 RNa + Ca++- > R2钙+ 2na+

每一个进入树脂珠的钙离子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内,因为珠内还含有永久磺酸盐(SO)3.-)负离子,排斥水的正离子。由于树脂珠更喜欢钙和镁而不是钠,所以发生了交换。最终的结果是,尽管水的盐度保持不变,但硬离子被钠离子取代了。只有水中的盐度成分在软化或离子交换过程中发生改变。需要注意的是,如果需要的话,硬离子也可以与钠离子结合或与钠离子的替代物交换成钾离子。

去矿化作用

离子交换脱矿是一个两步过程,涉及阳离子和阴离子交换树脂处理。你用氢(H+)离子和溶解的阴离子与氢氧根(OH- - - - - -)离子。通过这个过程,新的阳离子和阴离子将重新结合形成新的水分子。这种组合可以表示为:

H++哦- - - - - --> hoh -> h2O

这种交换的最终结果是离子污染物的完全清除。离子污染物将附着在两种交换树脂上,水将完全脱盐。