鹽酸去除游離氯樹(shù)脂進(jìn)行離子交換反應(yīng)的性能和再生問(wèn)題

　　樹(shù)脂的交換能力

　　氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在水中可解離出氫離子(H+)，當(dāng)遇到金屬離子或其它陽(yáng)離子，就發(fā)生互相交換作用，但交換后的樹(shù)脂，就不再是氫型樹(shù)脂了。例如，當(dāng)水中的陽(yáng)離子如鈣離子、鎂離子的濃度相當(dāng)大時(shí)，磺酸型的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中的氫離子，可和鈣、鎂離子進(jìn)行交換，而形成「鈣型」或「鎂型」的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。

樹(shù)脂

　　如下式：2R-SO3H+Ca2+→(R-SO3)2Ca+2H+(鈣型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂)2R-SO3H+Mg2+→(R-SO3)2Mg+2H+(鎂型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂) 氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的交換能力與被交換的陽(yáng)離子的價(jià)數(shù)有密切關(guān)系。在常溫下，低濃度水溶液中，交換能力隨離子價(jià)數(shù)增加而增加，即價(jià)數(shù)越高的陽(yáng)離子被交換的傾向越大。此外，若價(jià)數(shù)相同，離子半徑越大的陽(yáng)離子被交換的傾向也越大。如果離子交換樹(shù)脂是以自來(lái)水中經(jīng)常出現(xiàn)陽(yáng)離子列為參考對(duì)象，則氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的交換能力順序可表示如下：

　　強(qiáng)酸性：Fe3+>Fe2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+>H+。

　　弱酸性：H+>Fe3+>Fe2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+。

樹(shù)脂

　　由上述交換能力順序可知：強(qiáng)酸性與弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的母體，對(duì)陽(yáng)離子交換能力順序完全相同，唯一的差異是：兩者對(duì)H+的交換能力不同，強(qiáng)酸性對(duì)氫離子的親和力弱，弱酸性對(duì)氫離子的親和力強(qiáng)，這個(gè)特性可能會(huì)深深影響它們?cè)谒�草缸的作用與功能。雖然氫型弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)氫離子的親合力強(qiáng)，但氫離子(H+)與氫氧離子(OH-)結(jié)合成水(H2O)的親合力更強(qiáng)，所以在堿性水質(zhì)中，弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中的H+會(huì)快速被OH-所消耗，OH-主要來(lái)自KH硬度(HCO3-)的水解反應(yīng)：HCO3-+H2O←→ H2CO3 +OH-、H+所遺留之「活性位置」再改由其它陽(yáng)離子如Fe3+>Fe2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+……等依序取代，一直持續(xù)到HCO3-完全被消除為止(KH=0)。

樹(shù)脂

　　因此弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的主要作用區(qū)間是在于pH=5~14的水質(zhì)。由于HCO3-為暫時(shí)硬度的陰離子，因此當(dāng)HCO3-完全被消除后，它的「當(dāng)量陽(yáng)離子」，如如鈣、鎂等離子也同時(shí)完全被取代，故能消除所有暫時(shí)硬度的「當(dāng)量陽(yáng)離子」。氫型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)氫離子(H+)的親合力弱，使它在任何pH之下，它都具有交換能力，因此可以完全除去GH硬度(暫時(shí)硬度及永久硬度)。