离子交换原理你真的了解么

离子交换原理你真的了解么?其实很多人在学习的时候可能会接触一些这方面的知识，只是我们并没有联想到离子交换原理这方面而已，接下来，就跟着小编携手一起来了解了解吧!

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离子交换原理
离子交换
离子交换是溶液中的离子与某种离子交换剂上的离子进行交换的作用或现象，是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。离子交换树脂充夹在阴阳离子交换膜之间形成单个处理单元，并构成淡水室。离子交换速度随树脂交联度的增大而降低，随颗粒的减小而增大。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。
离子交换原理
离子交换是应用离子交换剂(最常见的是离子交换树脂)分离含电解质的液体混合物的过程。离子交换过程是液固两相间的传质(包括外扩散和内扩散)与化学反应(离子交换反应)过程，通常离子交换反应进行得很快，过程速率主要由传质速率决定。

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离子交换原理
离子交换反应一般是可逆的，在一定条件下被交换的离子可以解吸(逆交换)，使离子交换剂恢复到原来的状态，即离子交换剂通过交换和再生可反复使用。同时，离子交换反应是定量进行的，所以离子交换剂的交换容量(单位质量的离子交换剂所能交换的离子的当量数或摩尔数)是有限的。
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：

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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：

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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：

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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。
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