可能大家都聽過軟化水這個詞,但軟化水用的是什么方法什么原理可能就會比較陌生了。其實這個原理也很簡單,說白了就是用帶有官能團(正價離子或負價離子)的樹脂去吸附水質中的金屬離子。下面給大家詳細的介紹一下。
什么是軟化樹脂:
軟化樹脂是專用于軟化硬水的一種專用樹脂,通過離子交換技術,使水的硬度小于50 mg/L(CaCO3)。離子交換是一種特殊的動態吸附過程,一般是由不溶于水的離子交換劑在電解質溶液中進行。
軟化水的原理:
1.由于水的硬度主要由鈣離子、鎂離子造成的,所以一般采用樹脂,將水中的Ca2+、Mg2+除去,形成水垢的主要成份置換出來。樹脂分離軟水技術是通過水的鈉離子交換軟化法,就是原水通過鈉離子交換劑時,水中的Ca2+、mg2+被交換劑中的Na+所代替,使易結垢的鈣鎂化合物轉變為不形成水垢的易溶性鈉化合物而使水得到軟化。
2.未處理的水通過樹脂層,發生交換反應,樹脂中所含的可交換離子Na+,與水中的陽離子Ca2+,Mg2+等進行離子交換,使容器出水的Ca2+,Mg2+含量達到使用要求,從而產生軟水。反應式:
鈣的去除:
CaCO3+2Na-R=Ca-R+Na2CO3
Ca(HCO3)2+2Na-R=Ca-R+2NaHCO3
鎂的去除:
MgCO3+2Na-R=Mg-R+Na2CO3
Mg(HCO3)2+2Na-R=Mg-R+2NaHCO3
3.強酸性陽離子交換樹脂含有強酸性活性基團,如-SO,H
(磺酸基)和-CH,SO,H(次甲基磺酸基),能在溶液中離解H+而呈強酸性。
R·SO3HR-SO3 +H+
樹脂中的SO2:基團能吸附溶液中的其它陽離子,使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。R·SO3+NatR:SO3Na
4.弱酸性陽離子交換樹脂
含有弱酸性活性基團,如羧基-COOH和酚羥基-OH,能在水溶液中離解H+而呈弱酸性。
R·COOHR-COO-+H+
樹脂中的R·COO基團能吸附溶液中的其它陽離子,而產生離子交換。
由于離解性較弱,在低pH下,難以離解和交換,只能在堿性、中性或微酸性溶液中進行離子交換。(R-COOH:pH>6;R-OH:pH>9)
用酸進行再生。
什么是離子交換法:
1.離子交換技術就是運用了離子交換法。
2.離子交換法主要是基于一種合成的離子交換劑作為吸附劑,以吸附溶液中需要分離的離子。廣泛用于脫色、硬水軟化及制備無鹽制備等。在制備過程中,從待處理的水中吸附相關的離子在樹脂上,然后在適宜的條件下用洗脫劑將吸附物從樹脂上洗脫下來,達到分離、濃縮、提純的目的。
3.軟化樹脂帶有的官能團的網狀結構的高分子化合物,其結構由三部分組成:不溶性的三維空間網狀骨架;連接在骨架上的官能團;官能團所帶的相反電荷的可交換離子。
軟化樹脂離子交換法原理:
軟化樹脂是一種具有網狀立體結構、且不溶于酸、堿和有機溶劑的固體高分子化合物.軟化樹脂的單元結構由兩部分組成。一部分是不可移動且具有立體結構的網絡骨架,另一部分是可移動的活性離子。活性離子可在網絡骨架和溶液間自由遷移,當樹脂處在溶液中時,其上的活性離子可與溶液中的同性離子產生交換過程。這種交換是等當量進行的。如果樹脂釋放的是活性陽離子,它就能和溶液中的陽離子發生交換,稱陽離子交換樹脂如果釋放的是活性陰離子,它就能交換溶液中的陰離子,稱陰離子交換樹脂。