¿Cuál es el principio de la resina de intercambio iónico?
La resina de intercambio iónico se puede dividir en resina de intercambio catiónico,
resina de intercambio aniónico y resina de intercambio iónico anfótera.
La resina de intercambio iónico es insoluble en agua y disolventes generales.
La mayoría de ellos se convierten en partículas y algunos en fibras o polvos. El tamaño de las partículas de resina es generalmente de 0,3 a 1,2 mm.
Dentro del rango, la mayoría están entre 0,4-0,6 mm.
Tienen alta resistencia mecánica (solidez), propiedades químicas estables y larga vida útil en condiciones normales.
Según los grupos químicamente activos se divide en dos categorías: resina catiónica y resina aniónica.
Las resinas catiónicas se dividen en fuertemente ácidas y débilmente ácidas.
Las resinas aniónicas se pueden dividir en fuertemente alcalinas y débilmente alcalinas.
El principio de funcionamiento de la resina de intercambio iónico
Durante el proceso de intercambio iónico, los cationes (como Na, Ca2,
iones de potasio en el agua,
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Mg2, Fe3, etc.) y H sobre la resina de intercambio catiónico.
Intercambio, los cationes del agua se transfieren a la resina y el H de la resina se intercambia al agua.
Los aniones del agua (como Cl-, HCO3-, etc.) se intercambian con los OH- de la resina de intercambio aniónico. Los aniones del agua se transfieren a la resina, mientras que los OH-. está en la resina.
Sustituir por agua. Combinado con H
Oh-
para producir agua, logrando así el propósito de desalinización.
Mecanismo de intercambio iónico: adsorción química
Curso:
Un proceso similar a la reacción líquido-sólido,
(1) en solución Los iones se difunden hacia la superficie de la resina,
(2) se difunden desde la superficie de la resina hacia el interior,
③intercambio iónico,
④los iones intercambiados se difunden desde el interior de la resina a la superficie,
⑤Los iones intercambiados se difunden nuevamente en la solución,
El paso de control es la difusión interna.
(1)
Resina catiónica fuertemente ácida
Este tipo de resina contiene una gran cantidad de grupos ácidos fuertes, como los grupos ácido sulfónico - SO3H, en solución Es fácil disociar H, por lo que es fuertemente ácido. Una vez disociada la resina, los grupos aniónicos contenidos en el cuerpo, como el SO3 -, pueden adsorber otros cationes en la solución aglutinante. Estas dos reacciones intercambian H en la resina con cationes en la solución. La resina ácida fuerte tiene una gran capacidad de disociación y puede disociarse para producir intercambio iónico en soluciones ácidas o alcalinas.
Después de ser utilizada por un periodo de tiempo, la resina necesita ser regenerada, es decir, se realiza una reacción de intercambio iónico inverso con químicos para restaurar los grupos funcionales de la resina a su estado original y poder ser utilizada. de nuevo. La resina catiónica mencionada anteriormente se regenera con un ácido fuerte, momento en el cual la resina libera los cationes adsorbidos y luego se combina con H para restaurar la composición original. (2)
Resina catiónica débilmente ácida Este tipo de resina contiene grupos débilmente ácidos, como el carboxil-COOH, que puede disociar el H en agua.
Pero es ácido. Una vez disociada la resina, los grupos aniónicos restantes, como R-COO- (R es un grupo hidrocarbonado), pueden adsorberse y combinarse con otros cationes en la solución, generando así intercambio catiónico. Este tipo de resina es débilmente ácida y difícil de disociar e intercambiar iones a valores de pH bajos. Solo puede funcionar en soluciones alcalinas, neutras o débilmente ácidas (como pH 5 ~ 14). Esta resina también es regenerable con ácido (más fácil de regenerar que las resinas ácidas fuertes). (3)
Resina aniónica fuertemente básica Este tipo de resina contiene grupos básicos fuertes, como el grupo amino cuaternario (también llamado grupo amino cuaternario) -NR3OH (R es un grupo hidrocarbonado), que puede disociar OH- en agua y se vuelve fuertemente alcalino. Los grupos catiónicos de esta resina pueden adsorberse y combinarse con aniones en la solución, lo que resulta en un intercambio aniónico.
Esta resina es altamente biodegradable y puede funcionar bien en diferentes valores de pH. Regenerar con una base fuerte (como NaOH).
(4)
Resina aniónica débilmente básica Este tipo de resina contiene grupos débilmente básicos, como el grupo amino primario (también llamado grupo amino primario)-NH2, el grupo amino secundario (secundario grupo amino) -NHR, o grupo amino terciario (grupo amino terciario) -NR2, puede disociar el OH- en agua y volverse débilmente alcalino. Los grupos catiónicos de esta resina pueden adsorberse y combinarse con aniones en la solución, lo que resulta en un intercambio aniónico. En la mayoría de los casos, esta resina adsorbe todas las demás moléculas de ácido en solución. Solo puede funcionar en condiciones neutras o ácidas (como pH 1 ~ 9). Puede ser regenerado por Na2CO3 y NH4OH.