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高中化學離子交換膜原理

發布時間:2024-09-16 09:59:04

『壹』 離子交換膜的原理是什麼

離子交換膜又稱離子選擇透過性膜。
按其功能和結構的不同,可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合膜5種。離子交換膜的構造和離子交換樹脂相同,但為膜的形式。
離子交換膜可製成均相膜和非均相膜兩類。採用高分子的加工成型方法製造。①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡膠、纖維素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等製成膜,然後引入單體如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等,在膜內聚合成高分子,再通過化學反應引入所需功能基。也可通過甲醛、苯酚等單體聚合製得。②非均相膜。用粒度為200~400目的離子交換樹脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合後加工成膜製得。為免失水乾燥而變脆破裂,須保存在水中。
離子交換膜主要應用於海水淡化,甘油、聚乙二醇的除鹽,放射性元素、同位素及氨基酸的分離,有機物及無機物純化,放射性廢液處理,燃料電池隔膜及選擇性電極等。

『貳』 高中化學題

除去水中離子態雜質製得高純水,目前用得最為普通的方法就是離子交換。離子交換是用一種稱為離子交換樹脂的物質來進行的。離子交換樹脂遇水溶液時,能夠從水溶液中吸著某種(類)離子,而把本身所具有的另外一種相同電荷符號的離子等摩爾量地交換到溶液中去,這種現象稱為離子交換
離子交換樹脂是一類具有離子交換功能的高分子材料。在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號離子進行交換。按交換基團性質的不同,離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。

陽離子交換樹脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換樹脂,其結構式可簡單表示為R—SO3H,式中R代表樹脂母體,其交換原理為
2R—SO3H+Ca2+ (R—SO3)2Ca+2H+

這也是硬水軟化的原理。

陰離子交換樹脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團。它們在水中能生成OH-離子,可與各種陰離子起交換作用,其交換原理為

R—N(CH3)3OH+Cl- R—N(CH3)3Cl+OH-

由於離子交換作用是可逆的,因此用過的離子交換樹脂一般用適當濃度的無機酸或鹼進行洗滌,可恢復到原狀態而重復使用,這一過程稱為再生。陽離子交換樹脂可用稀鹽酸、稀硫酸等溶液淋洗;陰離子交換樹脂可用氫氧化鈉等溶液處理,進行再生。

離子交換樹脂的用途很廣,主要用於分離和提純。例如用於硬水軟化和製取去離子水、回收工業廢水中的金屬、分離稀有金屬和貴金屬、分離和提純抗生素等。

『叄』 高中化學中燃料電池為什麼要用質子交換膜質子交換膜的作用是什麼

離子交換膜是一種選擇性透過的膜,比如陽離子交換膜,就只能有陽離子通過,陰離版子就不行權。
他的原理是通過成膜材料上面的基團,通過對離子的結合和分離,形成一條條離子通道。比如質子交換膜,通常會有一些易於質子結合的強電解質基團,比如磺酸根,質子很容易和基團結合,也很溶液分離,使得質子順利通過膜。而驅動力可能是膜兩側的壓力差、濃度差或者電勢差等。用途一般是電化學上的應用,比如燃料電池。氯鹼工藝。
燃料電池要用質子交換膜這個不準確,目前只有pemfc和dmfc是用質子交換膜的。它的原理上面簡單說過了,你可以配合圖看看書。他的作用是讓質子通過,形成電流,同事阻隔正負極的氧化劑和燃料。用了他和沒有用比有什麼好處,這個問題只能說它是燃料電池的一個必須的組成部分,沒有它電池根本都不工作。
有問題再問我吧

『肆』 高中化學 如何判斷陽離子交換膜和陰離子交換膜的位置

膜的作用是通過離子,通電時,正極吸引負點離子,需要負離子通過,是負離子交換膜,相反負極吸引的是正離子,需要正離子通過,是正離子交換膜。

『伍』 高中化學中燃料電池為什麼要用質子交換膜

陽離子交換膜和陰離子交換膜作用是讓陽離子或陰離子通過,形成電流,同事阻隔正負極的氧化劑和燃料,防止正負極氧化劑和燃料直接接觸,其原理是離子交換膜的選擇透過性.質子交換膜的作用是讓質子通過,形成電流,同事阻隔正負極的氧化劑和燃料.

『陸』 關於陽離子交換膜

「它只允許陽極室的Na+、H+透過離子交換膜進入陰極室」這句話的重心是在陽離子可以內通過,而陰離子不容可以通過。陰極室的陽離子實際上可以通過交換膜進入陽極室,但由於陰極室的H+一直在減少,為了平衡電荷,Na+就會源源不斷的進入陰極室,陰極反應
2H2O+2e-=H2+2OH-,生成了OH-,所以陰極室的稀氫氧化鈉能變成濃氫氧化鈉。

『柒』 高中化學電解問題,徵集大神級別回答

陽極發生氧化反應,因此發生的反應是 2I- -2e-===I2
陰極發生的反應是 2H2O+2e-===H2 + 2OH-
陽極發生反應後,缺少陰離子,因此OH-通過離子交換膜把OH-交換過來,陰極缺少陽離子,K+交換到陰極區 那麼陽極區最後的電解質由KI變成了KOH,和新生成的I2繼續反應,又生成KIO3和KI

『捌』 高中化學老師幫下忙

1.煤的干餾是不是化學變化?
答:是復雜的化學物理變化。
2.氯化銨液體加到氫氧化內鈣固體中,是否放熱容,然後有氨氣逸出?
是吸熱反應,但有氫氣放出。
3.離子交換膜的作用??
離子交換膜是一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。因為一般在應用時主要是利用它的離子選擇透過性,所以也稱為離子選擇透過性膜。離子交換膜按功能及結構的不同,可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合物膜五種類型。離子交換膜可裝配成電滲析器而用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。此外,在有機和無機化合物的純化、原子能工業中放射性廢液的處理與核燃料的制備,以及燃料電池隔膜與離子選擇性電極中,也都採用離子交換膜。
4.酚羥基發不發生脂化反應?
能,但較困難。比如水楊酸可以和乙酸酐反應生成乙醯水楊酸。
5.醇羥基能不能與氯氣發生取代反應?
不能。

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