离子交换速率

❶ 氧同位素交换速度计算

氧同位素交换速度计算，卢武长(1986)对收集的资料做过系统的总结。

Lasagea(1981)认为，矿物与流体之间的氧同位素交换，是由于扩散作用和溶解—再沉淀作用引起的。当矿物与流体之间处于化学平衡时，氧同位素交换主要依靠扩散机理来完成。相反，当矿物与流体之间未达到化学平衡时，氧同位素交换主要受溶解—再沉淀，或由一种矿物转变成另一种矿物的表面反应机理所控制。Ohmoto和Lasaga(1983)依照这样的设想，导出了描述氧同位素交换反应速度的方程:

同位素地球化学

式中:r₁为朝前反应的同位素速率常数(mol/m²·s)，它与温度(T)和活化能(E)有关:

同位素地球化学

W和S分别为水和固相中氧的摩尔数;t为时间(s);用1－F测量偏离平衡的程度，F=0代表未交换，F=1代表交换达到平衡。A'为前指数项，它与温度无关，是个常数。A为面积(m²)，对石英、长石、玻璃质、磁铁矿、榄榄石和重晶石等，可采用球形模式计算:

同位素地球化学

式中:a是粒度半径;M_S为固体矿物的质量;ρ为密度(mg/cm³)。碳酸盐矿物要用菱形的几何形态计算:

同位素地球化学

式中:b、h和w分别为底、高和宽。对于金云母、白云母以及蒙脱石和高岭石等粘土矿物采用板状模式计算:

同位素地球化学

利用上述关系，根据O'Neil等(1967)的长石与碱性氯化物溶液的实验资料计算的交换反应速率常数表明:通过Na－K离子交换，钠长石转变为钾长石，或者钾长石转变钠长石，伴随的氧同位素交换，其速率常数在500℃以下没有什么差别，但是，比Ba－Ca离子交换(钡长石转变为钙长石)伴随的氧同位素交换的速度要快一个数量级。在没有阳离子交换的反应中，钠长石－纯水、冰长石－KCl溶液和钠长石－NaCl溶液的氧同位素交换速度，比含有离子交换的反应至少低一个数量级。在3MNaCl溶液中，温度为500℃时，金云母重结晶为白云母，其氧同位素交换的速率常数为9.5×10^－9mol·m^－2·s^－1。金云母在3MKCl溶液(500℃)中，交换反应的速率常数为1.1×10^－8mol·m^－2·s^－1。白云石－NH₄Cl溶液的氧同位素交换速率常数接近方解石－纯水。菱锶矿－NH₄Cl溶液和毒重石－NH₄Cl溶液的氧同位素交换速率常数比方解石－纯水约高一个数量级。200℃以下，重晶石－NaCl+H₂SO₄溶液的氧同位素交换速率常数，至少比重晶石－NaCl溶液高一个数量级。Ohmoto等(1983)指出，富含¹⁸O的矿物有较低的活化能。例如，石英和碳酸盐的活化能小于11kcal/mol，云母和长石类矿物的活化能，超过14kcal/mol。活化能的大小与反应速度和温度有关。Lasaga(1981a)认为，以溶解—再沉淀为主的交换机理，其活化能变化范围很大(10～20kcal/mol)，而流体介质中扩散控制的交换反应，活化能较低的(<5kcal/mol)化学反应(溶解—沉淀，重结晶)引起氢同位素交换的活化能与化学反应的活化能一样。氧同位素交换反应的机理不同，速率常数也不一样，当扩散作用是主要的交换机理时，速率常数将随压力增大而升高。Giletti等(1978)发现，斜长石(An96)在1000的范围内，¹⁸O/¹⁶O比值随深度迅速变化，达到一定的深度后，比值保持相对固定(原始斜长石的¹⁸O/¹⁶O比值)。这种情况表明，在矿物中颗粒外面的1μm范围内，有新的矿物形成，如果是扩散引起的同位素交换，比值会出现比较平滑和逐渐弯曲的变化。交换达到一定平衡程度所需时间(t)，可按下列方程计算。对于几何形态为球形的扩散采用:

同位素地球化学

对于几何形态为板状的矿物采用:

同位素地球化学

式中:X_S为每克固体物质中氧的平均摩尔数。当流体/矿物的质量比较低时，要达到一定的同位素交换程度，所需时间会短一些。例如:粒度为0.01cm的钠长石，要达到90%的氧同位素交换，流体/矿物质量比为1.0时，需要0.17年。同样条件下(400℃，粒度0.01cm)，钠长石蚀变为钾长石，流体/矿物质量比为0.1时，只需要0.04年。粒度增大，达到一定交换程度所需时间就较长。如果流体/矿物质量比固定为0.1，当温度为300℃时，在钠长石转变成钾长石的过程中，要使系统达到50%的氧同位素交换，如果矿物的粒度从0.01cm增大为1cm，交换所需时间要从0.05年增到332年以上。当流体/矿物质量比为0.1，温度为300℃时，在金云母转变成白云母的过程中，要使氧同位素交换达到50%，若矿物颗粒厚度由0.001cm变为0.1cm，交换时间要相应从5年延长为350年。如果交换作用是靠扩散来实现，速度还慢若干个数量级，例如，温度为400℃，粒度为0.01cm，流体/矿物质量比为1的条件下，钠长石转变为钾长石，要达到90%的氧同位素交换大约需要0.17年。若是靠扩散作用来实现90%的氧同位素交换，至少需要800年。

关于水溶化合物氧同位素交换速度，Lloyd(1968)研究了硫酸盐与水之间在25～448℃时的交换反应:

同位素地球化学

他还提出，氧同位素交换一半所需时间，可用下列方程计算:

同位素地球化学

或简化为

同位素地球化学

上述方程表明，交换速度随温度的升高而加快，随pH值的升高而降低。一般说来，酸性溶液中的交换速度要比碱性溶液中快。

例如，硫酸盐中的硫周围被4个氧原子包围时，硫酸盐与水之间的氧同位素交换速度会比硫酸盐与水溶硫化物之间的硫同位素交换速度快。在温度为220℃、pH=0的条件下，硫同位素交换一半，大约要40h。在相同温度下，pH值为0.4时，氧同位素交换也需要40h，硫酸盐和水之间，在温度为25℃，pH=7时，氧同位素交换一半，约需1900年。在温度为100℃、pH=7时，氧同位素交换一半只需65年，这说明，低温度条件下，同位素交换速度非常缓慢，要达到同位素平衡需要很长时间。

❷ 离子交换树脂的运行流速

离子交换树脂的运行流速,我想你这里讲得是离子交换树脂在工作时水流通过树脂的专速度属，这种速度是以m/h为单位，意思是水在树脂层中每小时行进多少米。

床层体积 W=Fh,式中F是床层的横截面和，h是床层高。而床层高与水流速度的关系为 h=TVH/q (m) 式中T——软化工作时间，V——水流速度，H——原水硬度，q——树脂工作交换容量，mmol/L。
W=FTVH/q，水流速度 V=Wq/(FTH),这就是水流速度与床层体积的关系。

❸ 离子交换原理

离子交换的基本原理 离子交换的选择性定义为离子交换剂对于某些离子显示优先活性的性质。离子交换树脂吸附各种离子的能力不一，有些离子易被交换树脂吸附，但吸着后要把它置换下来就比较困难；而另一些离子很难被吸着，但被置换下来却比较容易，这种性能称为离子交换的选择性。离子交换树脂对水中不同离子的选择性与树脂的交联度、交换基团、可交换离子的性质、水中离子的浓度和水的温度等因素有关。离子交换作用即溶液中的可交换离子与交换基团上的可交换离子发生交换。一般来说，离子交换树脂对价数较高的离子的选择性较大。对于同价离子，则对离子半径较小的离子的选择性较大。在同族同价的金属离子中，原子序数较大的离子其水合半径较小，阳离子交换树脂对其的选择性较大。对于丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂来说，它对一些离子的选择性顺序为：H+>Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na十。 离子交换反应是可逆反应，但是这种可逆反应并不是在均相溶液中进行的，而是在固态的树脂和溶液的接触界面间发生的。这种反应的可逆性使离子交换树脂可以反复使用。以D113型离子交换树脂制备硫酸钙晶须为例说明： D113丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂是一种大孔型离子交换树脂，其内部的网状结构中有无数四通八达的孔道，孔道里面充满了水分子，在孔道的一定部位上分布着可提供交换离子的交换基团。当硫酸锌溶液中的Zn2+，S042-扩散到树脂的孔道中时，由于该树脂对Zn2+选择性强于对Ca2+的选择性，，所以Zn2+就与树脂孔道中的交换基团Ca2+发生快速的交换反应，被交换下来的Ca2+遇到扩散进入孔道的S042-发生沉淀反应，生成硫酸钙沉淀。其过程大致为：
(1)边界水膜内的扩散 水中的Zn2+，S042-离子向树脂颗粒表面迁移，并扩散通过树脂表面的边界水膜层，到达树脂表面； (2)交联网孔内的扩散(或称孔道扩散) Zn2+，S042-离子进入树脂颗粒内部的交联网孔，并进行扩散，到达交换点；
(3)离子交换 Zn2+与树脂基团上的可交换的Ca2+进行交换反应；
(4)交联网孔内的扩散 被交换下来的Ca2+在树脂内部交联网孔中向树脂表面扩散；部分交换下来的Ca2+在扩散过程中遇到由外部扩散进入孔径的S042-发生沉淀反应，生成CaS04沉淀；
(5)边界水膜内的扩散 没有发生沉淀反应的部分Ca2+扩散通过树脂颗粒表面的边界水膜层，并进入水溶液中。 此外，由于离子交换以及沉淀反应的速度很快，硫酸钙沉淀基本在树脂的孔道里生成，因此树脂的孔道就限制了沉淀的生长及形貌，对其具有一定的规整作用。通过调整搅拌速度、反应温度等外界条件，可以使树脂颗粒及其内部孔道发生相应的变化，这样当沉淀在树脂孔道中生成后，就得到了不同尺寸和形貌的硫酸钙沉淀。

❹ 液体过732离子交换柱速度多少合适

0.1MPa—0.3MPa，

❺ 离子交换实验中，不同交换速度下处理出水的总硬度应如何变化为什么

水的硬度是指水中含有盐的量，量越大，则表明硬度越高，检验水硬度最方便的方法是取要检验的水，然后让肥皂在水中溶解，之后搅拌，观察是否有泡末产生，泡末越多表明硬度越小，反之则越大。所谓软水处理就是除掉其中的盐分，方法就很多的比如：蒸馏，用活性炭等。1、煮沸法（只适用于暂时硬水）煮沸暂时硬水时的反应： Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑ Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑ 由于CaCO3不溶，MgCO3 微溶，所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁： MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 ↓+CO2↑ 由此可见水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2 2、药剂软化法工业上的经典水质处理方法是药剂软化法，如加入石灰(CaO)、磷酸钠等。加入石灰，可使水中的二氧化碳、碳酸氢钙和碳酸氢镁生成碳酸钙和氢氧化镁的沉淀，对永久硬度大的硬水，可再加适量纯碱。软化时石灰添加量，根据经验，每降低一千升水中暂时硬度一度，需加纯氧化钙10克。反应过程中，镁都是以氢氧化镁的形式沉淀，而钙都是以碳酸钙的形式沉淀。 3、离子交换法它是利用离子交换剂，把水中的离子与离子交换剂中可扩散的离子进行交换作用，使水得到软化的方法。饮料用水大都采用有机合成离子交换树脂作离子交换剂。在处理水时，先让水从阳柱自上而下通过，使水中的金属离子被阳离子交换树脂吸附，阳离子交换树脂中的氢离子被交换到水中去；然后再通过阴柱，使水中的阴离子被阴离子树脂吸附，阴离子树脂将氢氧根离子交换到水中，和氢离子化合成水，使水得到净化。工业上用于软化水的离子交换剂有磺化煤、离子交换树脂等。它们都是具有复杂结构的物质，为简便起，用NaR表示。当硬水通过装有离子交换剂的装置时，发生离子交换作用： 2NaR＋Ca2+ --> CaR2＋2Na＋ 2NaR＋Mg2+ --> MgR2＋2Na+ 硬水中的Ca2+、Mg2+被离子交换剂吸附而离开溶液，因此从装置中流出的水就成为软水。离子交换剂因离子交换作用的不断进行而逐步丧失功能，因此需要在一定时间内进行再生，即用Na+把它所吸附的Ca2+、Mg2+置换出来，从而恢复它软化水的能力。 4、电渗析和超滤技术电渗析法是在外加直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中离子的选择透过性，使水中阴、阳离子分别通过阴、阳离子交换膜向阳极和阴极移动，从而达到净化作用。这项技术常用于将自来水制备初级纯水。反渗透法（超滤技术）是以压力为驱动力，提高水的压力来克服渗透压，使水穿过功能性的半透膜而除盐净化。反渗透法也能除去胶体物质，对水的利用率可达75％以上；反渗透法产水能力大，操作简便，能有效使水净化到符合国家标准。 5、蒸馏法：只适用于制备少量无Ca2+、Mg2+的特殊用水。 6、离子膜电解法：是在离子交换树脂基础上发展起来的新技术，主要用于海水和苦咸水的淡化、工业用水和超纯水的制备。

❻ 离子交换树脂的交换速率为什么很重要

离子交换树脂的交换速率很重要，因为这个树立关乎到交换树脂的正常运转状况，如果交换速率不在正常范围之内，则会导致交换树脂出现故障。

❼ 离子交换速度公式

没有，没去研究这,关键是跟水的流速和离子的状态有关系，

❽ ph计玻璃电极离子交换速率与溶液浓度有何关系测定醋酸电离度实验中，为什么要按由稀到浓的顺序测溶液ph

与离子交换速率没有什么关系。主要是如果从高到低测量的话，开始交换到电极里的H+浓度专较高，对低属浓度的溶液影响较大。反之，低浓度的H+对高浓度的溶液影响较小。
我们要求学生由低到高来测量，中间无需清洗电极，测过低浓度然后就直接可以放到高浓度溶液中进行测量。就是因为夹杂的几滴低浓度溶液对高浓度的pH几乎没有影响，反之，高浓度带几滴到低浓度溶液中影响较大。

❾ 离子交换树脂交换速率为什么很重要

离子交换树脂，交换速率为什么很重要？因为离子交换是指了一个定律，而且这个定律指的是一种术换，所以说很重要

❿ 离子交换树脂的功能是什么一定条件下，交换速率为什么很关键

rightleder1)莱特.莱德水处理水处理领域离子交换树脂的需求量很大，约占离子交换树脂产量的90%，用于水中的各种阴阳离子的去除。目前，离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上，其次是原子能、半导体、电子工业等。2)食品工业离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如：高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后，再经水解反应，产生葡萄糖与果糖，而后经离子交换处理，可以生成高果糖浆。离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理。3)制药行业制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。链霉素的开发成功即是突出的例子。近年还在中药提成等方面有所研究。4)合成化学和石油化学工业在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱，同样可进行上述反应，且优点更多。如树脂可反复使用，产品容易分离，反应器不会被腐蚀，不污染环境，反应容易控制等。甲基叔丁基醚(MTBE)的制备，就是用大孔型离子交换树脂作催化剂，由异丁烯与甲醇反应而成，代替了原有的可对环境造成严重污染的四乙基铅。5)环境保护离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上。目前，许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质，这些可用树脂进行回收使用。如去除电镀废液中的金属离子，回收电影制片废液里的有用物质等。6)湿法冶金及其他离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。