離子交換樹脂進行離子的交換反應(yīng)的性能,主要由「交換容量」表現(xiàn)出來。所謂交換容量是指每克干樹脂所能交換離子的毫克當(dāng)量數(shù),以m mol/g為單位。當(dāng)離子為一價時(如K+),其毫克當(dāng)量數(shù)即為其毫克分子數(shù),對于二價(如Ca2+)或更多價離子(如Fe3+),其毫克當(dāng)量數(shù)即為其毫克分子數(shù)乘以其離子價數(shù)。交換容量又分為「總交換容量」、「操作交換容量」和「再生容量」等三種表示方法。「總交換容量」表示每克干樹脂所能進行離子交換反應(yīng)的化學(xué)基總量,屬于理論性計量?!覆僮鹘粨Q容量」表示每克干樹脂在某一定條件下的離子交換能力,屬于操作性計量,它與樹脂種類、總交換容量,以及具體操作條件(如接觸時間、溫度)等因素有關(guān),可用于顯示操作效率。「再生容量」表示每克干樹脂在一定的再生劑量條件下,所取得的再生樹脂之交換容量,可用于顯示樹脂再生效率。由于樹脂的結(jié)構(gòu)不同(主要是活性基數(shù)目不同),強酸性與弱酸性陽離子交換樹脂的交換容量也不相同。一般而言,弱酸性的活性基數(shù)目通常多于于強酸性,故總交換容量較高約7.0 ~ 10.5 m mol/g,相形之下,強酸性僅約3.2 ~ 4.5mmol/g而已,但在實際應(yīng)用中,弱酸性的操作交換容量卻不一定高于強酸性,例如,pH值低于5時,弱酸性的操作交換容量為零,根本無交換作用。在pH值為6.5時,兩者的操作交換容量相似;但在堿性溶液中,弱酸性遠(yuǎn)高于強酸性。在再生容量方面,弱酸性則通常高于強酸性,故弱酸性的使用壽命會更長一些。
配制。一般10﹪NaCl溶液。若軟化器內(nèi)樹脂受凍結(jié)冰時,必須使樹脂逐步緩慢自然解凍,不可突然解凍。
離子相對濃度高低對樹脂的交換性質(zhì)會產(chǎn)生很大的影響。當(dāng)水溶液中氫離子的濃度相當(dāng)大時,鈣型或鎂型的陽離子交換樹脂中的鈣離子或鎂離子,可與氫離子進行交換,重新成為氫型陽離子交換樹脂。換言之,交換反應(yīng)也可以反方向進行。由于離子交換過程是可逆的,因此當(dāng)交換樹脂交換了一定量的離子后,可用相對濃度較高的氫離子再取代下來,使之一再重復(fù)被循環(huán)使用,這種作用稱為再生(regeneration)。其反應(yīng)式如下: (R-SO3)2Ca + 2H+ → 2R-SO3H + Ca2+ (R-COO)2Ca + 2H+ → 2R-COOH + Ca2+ 當(dāng)氫型樹脂中的氫離子,都被其它硬度離子交換后,這些樹脂就沒有軟化水質(zhì)作用,此時之狀態(tài)稱為「飽和」?fàn)顟B(tài)。再生操作主要目的就是將已經(jīng)達(dá)到「飽和」?fàn)顟B(tài)的樹脂,利用「再生劑」洗出所交換來的陽離子,讓樹脂重新再回復(fù)到原有的交換容量,或所期望的容量程度,或原有的樹脂型態(tài)等。無論是強酸性或弱酸性陽離子交換樹脂,都可以使用稀硫酸或作為再生劑,但一般認(rèn)為以稀硫酸作為再生劑,效果可能會好一些。因為樹脂若吸附有機物的話,稀硫酸較更能解析出有機物,所以一般工藝多采用稀硫酸為再生劑。不過實際應(yīng)用時,可能因為硫酸的取得較為困難,所以多使用鹽酸作為再生劑居多。
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