第一节离子交换2)强酸或弱碱的中和反应(10.1.12)RCOOH+NaOHRCOONa+H.O(10.1.13)R=NH,OH+NHCIR=NH,CI+NHOH(3)复分解反应(10.1.14)R(COONa),+CaCl,R(COO),Ca+2NaCl(10.1.15)R=NH,CI+NaNO,R=NH,NO,+NaCI
第一节 离子交换 (10.1.12) (10.1.13) (2)强酸或弱碱的中和反应 (10.1.14) (10.1.15) (3)复分解反应 RCOOH NaOH RCOONa H O + + 2 R NH OH NH Cl R NH Cl NH OH = + = + 2 4 2 4 2 2 2 R COONa CaCl R COO Ca NaCl ( ) ( ) 2 + + R NH Cl NaNO R NH NO NaCl = + = + 2 3 2 3
第一节离子交换二、离子交换基本原理(L)离子交换平衡和选择性系数1.一价离子之间的交换离子交换平衡是在一定温度下,经过一定时间,离子交换体系中固态的树脂相和溶液相之间的离子交换反应达到的平衡。一价离子对一价离子的交换反应通式:(10.1.16)RA++B+RB++A一
(二)离子交换平衡和选择性系数 二、离子交换基本原理 第一节 离子交换 1.一价离子之间的交换 离子交换平衡是在一定温度下,经过一定时间,离 子交换体系中固态的树脂相和溶液相之间的离子交换反 应达到的平衡。 一价离子对一价离子的交换反应通式: R A B R B A − + + − + + + + (10.1.16)
第一节离子交换当离子交换达到平衡时,平衡常数为R-B+R-B+RAA+个X(10.1.17)A+RARBRA+R-B+式中:树脂相中的离子浓度,kmol/m3:B+一溶液中的离子浓度,kmol/m3:平衡常数亦称为离子交换树脂的选择性系数,表示离子交换树脂对溶液中B+的亲和程度和离子交换反应的进行方向。如果选择性系数大于1,说明树脂对B+的亲和力大于对A+的亲和力,离子交换反应向右进行
第一节 离子交换 当离子交换达到平衡时,平衡常数为 式中: , —树脂相中的离子浓度,kmol/m3; B A R B A R B R A K R A B B A + + − + + − + − + − + + + + = = (10.1.17) A + B + R A− + R B− + , —溶液中的离子浓度,kmol/m3; 平衡常数亦称为离子交换树脂的选择性系数,表示离子 交换树脂对溶液中B+的亲和程度和离子交换反应的进行 方向。如果选择性系数大于1,说明树脂对B+的亲和力 大于对A+的亲和力,离子交换反应向右进行
第一节离子交换选择性系数亦可用离子摩尔分数来表示Co =[A+]+[B+]C =[B+]q0=[R A+]+[R B+]qB=[R-B+](10.1.18)式中:Co一溶液中两种交换离子的总浓度,kmol/m3;CB一溶液中B+离子的总浓度,kmol/m3;o一树脂全交换容量,kmol/m3;qB一树脂中B+离子浓度,kmol/m3。则:XB=Cg/Co,YB=qB/qo
第一节 离子交换 选择性系数亦可用离子摩尔分数来表示。 式中:c0—溶液中两种交换离子的总浓度,kmol/m3; cB —溶液中B+离子的总浓度,kmol/m3; q0—树脂全交换容量,kmol/m3; qB —树脂中B+离子浓度,kmol/m3 。 0 0 [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] B B c A B c B q R A R B q R B + + + − + − + − + = + = = + = (10.1.18) 则:xB=cB /c0,yB=qB /q0
第一节离子交换式(10.1.17)变为yB(1-XB)T(10.1.18)AtXB(l-yB)如果K>1,则B+优先交换到树脂相,并且随K白的增加,yB增加显著。反之,如果K1,则A+优先交换到树脂相R+=50KA1.02050.81.50.61.080.50.40.20.10.201.00.20.40.60.8XB
第一节 离子交换 式(10.1.17)变为 (10.1.18) (1 ) (1 ) B B B A B B y x K x y + + − = − 如果 ,则B+优先交换到树脂相,并且随 的增加, yB增加显著。反之,如果 ,则A+优先交换到树脂相。 1 B A K + + B A K + + 1 B A K + +