试分析影响离子交换过程的因素

1、502小组,试分析影响离子交换过程的因素,试分析影响离子交换过程的因素,离子交换过程，除与溶液的离子性质及树脂性能有关外，工艺条件也是影响交换过程的重要因素。当树脂类型选定后， 对一定的工艺流程，影响交换 的主要因素有流速、原 料液浓度、温度等。,流速 原料液的流速实际上反映了达到反应平衡的时间，在交换过程中，离子进行扩散交换扩散一系列步骤，有效地控制流速很重要。一般，交换液流速大，离子的透析量就高，未来及交换而通过树脂层流失的量增多。因此，应根据交换容量等选择适宜的流速。,2.原料液浓度,树脂中可交换的离子与溶液中同性离子既有可能进行交换，也有可能相 互排斥，液相离子浓度高，树脂接触机会多，

2、较易进入树脂网孔内，液相浓度低，树脂交换容量大时，则相反。但液相离子浓度过高，将引起树脂表面及内部交联网孔收缩，也会影响离子进入网孔。 实验证明，在流速一定时，溶液浓度越高，溶质的流失量液越大。,3.温度,温度越提高，离子的热运动越剧烈。单位时间碰撞次数增加，可加快反应速率。但温度太高，离子的吸附强度会降低，甚至还会影响树脂的热稳定性，经济上不利，实际生产中采用室温操作较宜。,课外：影响交换速度的因素,扩散速度是决定交换的主要原因，而扩散速度又与溶液浓度、离子、温度、树脂粒度、交联度以及溶液状态有关，因此，交换的速度可以通过改变条件进行一定程度的控制。,交联度 交联度低的树脂膨胀率高，树脂内部

3、的网孔相对大，扩散就较容易。在内部扩散控制时，可以通过降低树脂的交联度来提高交换的速度。 颗粒度 无论在内扩散控制或是在外扩散控制的情况下，树脂颗粒度的减小都有利于提高交换速度，尤其对内扩散控制的场合，影响更为显著。,温度 溶液温度上升，交换速度就加快，一般每上升1，速度加快4%8%。 离子的价态 离子在树脂中扩散时，由于与带相反电荷的活性基团存在库仑引力，且离子在价态越高，引力就愈大，扩散速度就愈小。当原子价态每增加到个价态时，内扩散系数的值可能会大幅度减少。在同种交换树脂上，钠离子的扩散系数为比锌离子的高9倍左右。,溶液的浓度 溶液的浓度直接影响着扩散控制的类型，溶液浓度较低时，般为外扩散

4、控制；溶液浓度增加时，为内、外扩散共同控制；溶液浓度再加大时，则转变为内扩散控制。在外扩散控制的情况下，交换速度随浓度的增加而增大；内、外扩散共同控制时，随着浓度的增加，交换速度增加较慢；而当内扩散控制时，浓度再继续增加，交换速度已达到极限值，就不再增大了。,离子半径 半径小的离子，交换速度较快；而半径大的分子在树脂中的扩散速度很慢，因为大分子会与树脂骨架碰撞，增大扩散的路程。 搅拌速度 在外扩散控制时，增加搅拌速度会使交换速度增加；但当搅拌速度增大到一定程度后，其转速再增加，对交换速度的影响就不明显了。,补充：工业制硫酸时 三氧化硫的吸收为何不用水，而用98.3的浓硫酸?,三氧化硫被水直接吸收，会放出大量的热，产生硫酸的酸雾，酸雾会腐蚀设备，且逆流会妨碍对so3的吸收。从化学方程式上看，吸收三氧化硫似乎可以用水。但实际上用水吸收的效率很低，并得不到较高浓度的硫酸，这是因为水的表面上有很大的水蒸气分压，也就是说，在气相中水蒸气分子数很多。三氧化硫跟水蒸气分子迅速结合，生成硫酸分子，由于来不及溶解在水里，在气相中即发生硫酸蒸气的过饱和现象而凝成酸雾。酸雾比硫酸分子大得多，且又悬浮于气相中，运动速度慢，使进一步吸收三氧化硫发生困难。,用质量分数为98.3的浓硫酸吸收三氧化硫时，能达到很高的吸收率。因为so3易溶于纯