钠离子交换量定义

⑴ 阳离子交换树脂的离子交换量是什么意思

离子交换树脂的交换容量：

交换容量指的是离子交换树脂能够交换的离子的数专量，交换容量一般和属离子交换树脂内的活性基团数成正比，离子交换树脂的交换容量分为三种，分别是“总交换容量”、“工作交换容量”和“再生交换容量”

1.总交换容量：表示每meq/g(干树脂)或 meq/mL(湿树脂)能够进行交换的化学基团的总量，打个比方，比如总共有25毫升树脂，交换容量为 1 meq/mL的树脂，总交换容量就是25meq/mL。

2.工作交换容量：表示树脂在一定的条件下，能够进行交换的能力，主要与树脂的种类、温度、进水的流速、总交换容量等因素有关，根据树脂的使用环境、条件的不同，树脂的交换容量也会不同。

3.再生交换容量：再生交换容量指的是，树脂在吸附饱和，进行再生之后，树脂还能够有多少交换容量，再生交换容量除了和树脂本身的性能有关以外，主要就是和树脂再生时使用的再生剂有关，再生交换容量一般是总交换容量的70-80%。

⑵ 软化水设备的基本原理

软化水设备的工作原理：

全自动钠离子交换器采用去离子交换原理，去除水中的钙、镁等结垢离子。当含有硬度离子的原水通过交换器内树脂层时，水中的钙、镁离子便与树脂吸附的钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。

由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂(软水器)，将水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。

当软化水设备树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换功能。

由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化水处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换，从而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到软化。如以RNa代表钠型树脂，其交换过程如下：

2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+

即水通过钠离子交换器后，水中的Ca+、Mg+被置换成Na+。

一般软化水设备控制阀的运行流程为：运行、反洗、吸盐、慢洗、盐箱补水、正洗。

⑶ 钠离子交换设备与水中钠的含量

阴离子交换器在专业领域又被叫做钠离子交换器，离子交换器有很多种，其中包括钠离子交换器、阴阳床离子交换器、混合床离子交换器等几大类。工业用大型钠离子交换器的外壳材质大体上会采用硬体材质聚氯乙烯PVC、硬聚氯乙烯复合型玻璃钢PVC-FRP、有机玻璃PMMA、碳钢衬胶JR、不锈钢衬胶等材质制作而成。

⑷ 钠离子可以将土壤的钙离子置换吗

钠离子可以将土壤的钙离子置换。

钙镁离子是结垢性离子，在加热的条件下就会和水中的阴离子如重碳酸根发生反应，在受热面上就会有水垢析出。而钠离子对应的盐都是易溶的，即使在很高的浓度下也不会有水垢析出。钠离子交换器的作用就是把水中的钙镁离子都转变为钠离子。

相关信息介绍：

离子交换是溶液中的离子与某种离子交换剂上的离子进行交换的作用或现象，是借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。

离子交换是可逆的等当量交换反应。离子交换树脂充夹在阴阳离子交换膜之间形成单个处理单元，并构成淡水室。离子交换速度随树脂交联度的增大而降低，随颗粒的减小而增大。离子交换是一种液固相反应过程，必然涉及物质在液相和固相中的扩散过程。

以上内容参考：网络-离子交换

⑸ 环保专业一讲义：离子交换

大纲要求：熟悉离子交换的技术和方法，了解主要离子交换剂的性能

离子交换法在水的软化和除盐中早已获得广泛的应用，目前已应用在回收和处理工业废水中的有毒物质方面。

1.8.1离子交换的基本原理

水处理中主要采用离子交换树脂和磺化煤用于离子交换。其中离子交换树脂应用广泛，种类多，而磺化煤为兼有强酸型和弱酸型交换基团的阳离子交换剂。

离子交换树脂按结构特征，分为：凝胶型、大孔型和等孔型；

按树脂母体种类，分为：苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等；

按其交换基团性质，分为：强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型。

⑴离子交换树脂的构造

是由空间网状结构骨架（即母体）与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物。活性基团遇水电离，分成两部分：固定部分，仍与骨架牢固结合，不能自由移动，构成所谓固定离子，活动部分，能在一定范围内自由移动，并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应，称为可交换离子。

⑵基本性能

①外观

呈透明或半透明球形，颜色有乳白色、淡黄色、黄色、褐色、棕褐色等，

②交联度

指交联剂占树脂原料总重量的百分数。对树脂的许多性能例如交换容量、含水率、溶胀性、机械强度等有决定性影响，一般水处理中树脂的交联度为7%～10%。

③含水率

指每克湿树脂所含水分的百分率，州磨雀一般为50%，交联度越大，孔隙越小，含水率越少。

④溶胀性

指干树脂用水浸泡而体积变大的现象。一般来说，交联度越小，活性基团越容易电离，可交换离子的水合离子半径越大，则溶胀度越大；树脂周围溶液电解质浓度越高，树脂溶胀率就越小。

在生产中应尽量保证离子交换器有长的工作周期，减少再生次数，以延长树脂的使用寿命。

⑤密度

分为干真密度、湿真密度和湿视密度

⑥交换容量

是树脂最重要的性能，是设计离子交换过程装置时所必须的数据，定量地表示树脂交换能力的大小。分为全交换容量和工作交换容量。

⑦有效PH范围

由于树脂的交换基团分为强酸强碱和弱酸弱碱，所以水的PH值对其电离会册早产生影响，影响其工作交换容量。弱碱只能在酸性溶液中以及弱酸在碱性溶液中有较高的交换能力。

⑧选择性

即离子交换树脂对水中某种离子能优先交换的性能。除与树脂类型有关外，还与水中湿度和离子浓度有关。

⑨离子交换平衡

离子交换反应是可逆反应，服从质量作用定律和当量定律。经过一定时间，离子交换体系中固态的树脂相和溶液相之间的离子交换反应达到平衡，其平衡常数也称为离子交换选择系数。降低反应生成物的浓度有利于交换反应的进行。

⑩离子交换速率

主要受离子交换过程中离子扩散过程的影响。

其他性能：如溶解性、机械强度和耐冷热性等。离子交换树脂理论上不溶于水，机械强度用年损耗百分数表示，一般要求小于3%～7%/年。另外，温度对树脂机械强度和交换能力有影响。温度低则树脂的机械强度下降，阳离子比阴离子耐热性能好，盐型游首比酸碱型耐热好。

⑶树脂层离子交换过程

以离子交换柱中装填钠型树脂，从上而下通以含有一定浓度钙离子的硬水为例，以交换柱的深度为横坐标，以树脂的饱和度为纵坐标，可绘得某一时刻的饱和度曲线。就整个交换过程而言，树脂层的变化可分为三个阶段。

1.8.2离子交换装置运行方式

离子交换装置按运行方式不同，分为固定床和连续床

⑴固定床的构造与压力滤罐相似，是离子交换装置中最基本的也是最常用的一种型式，其特点是交换与再生两个过程均在交换器中进行，根据交换器内装填树脂种类及交换时树脂在交换器中的位置的不同，可分为单层床、双层床和混合床。

单层床是在离子交换器中只装填一种树脂，如果装填的是阳树脂，称为阳床；如果装填的是阴树脂，称为阴床。

双层床是离子交换器内按比例装填强、弱两种同性树脂，由于强、弱两种树脂密度的不同，密度小的弱型树脂在上，密度大的强型树脂在下，在交换器内形成上下两层。

混合床则是在交换器内均匀混杂的装填阴、阳两种树脂，由于阴、阳树脂混杂，因此原水流经树脂层时，阴、阳两种离子同时被树脂所吸附，其产物氢离子和氢氧根离子又因反应生成水而得以降低，有利于交换反应进行的彻底，使得出水水质大大提高。但其缺点是再生的阴、阳树脂很难彻底分层。于是又发明了三层混床新技术，保证在反洗时将阴、阳树脂分隔开来。

根据固定床原水与再生液的流动方向，又分为两种形式，原水与再生液分别从上而下以同一方向流经离子交换器的，称为顺流再生固定床，原水与再生液流向相反的，称为逆流再生固定床。

顺流再生固定床的构造简单，运行方便，但存在几个缺点：在通常生产条件下，即使再生剂单位耗量二至三倍于理论值，再生效果也不太理想；树脂层上部再生程度高，而下部再生程度差；工作期间，原水中被去除的离子首先被上层树脂所吸附，置换出来的反离子随水流流经底层时，与未再生好的树脂起逆交换反应，上一周期再生时未被洗脱出来的被去除的离子，作为泄漏离子出现在本周期的出水中，所以出水剩余被去除的离子较大；而到了了工作后期，由于树脂层下半部原先再生不好，交换能力低，难以吸附原水中所有被去除的离子，出水提前超出规定，导致交换器过早地失效，降低了工作效率。因此，顺流再生固定床只选用于设备出水较小，原水被去除的离子和含盐量较低的场合。

逆流再固定床的再生有两种操作方式：一是水流向下流的方式，一是水流向上流的方式，逆流再生可以弥补顺流再生的缺点，而且出水质量显著提高，原水水质适用范围扩大，对于硬度较高的水，仍能保证出水水质，所以目前采用该法较多。

总起来说，固定床有出水水质好等优点，但固定床离子交换器存在三个缺点：一是树脂交换容量利用率低，二是在同设备中进行产水和再生工序，生产不连续，三是树脂中的树脂交换能力使用不均匀，上层的饱和程度高，下层的低。

为克服固定床的缺点，开发出了连续式离子交换设备，即连续床。

⑵连续床又分为移动床和流动床

移动床的特点是树脂颗粒不是固定在交换器内，而是处于一种连续的循环运动过程中，树脂用量可减少三分之一至二分之一，设备单位容积的处理水量还可得到提高，如双塔移动床系统和三塔移动床系统。

流动床是运行完全连续的离子交换系统，但其操作管理复杂，废水处理中较少应用。

1.8.3离子交换工艺的设计

⑴进水预处理

废水成分复杂，应进行预处理，目的是保障反应器中离子交换树脂交换容量充分得以发挥，并有效延长使用寿命。预处理的对象包括进水的水温、PH值、悬浮物、油类、有机物、引起树脂中毒的高价离子和氧化剂等。

⑵树脂的选用

选择树脂时应考虑交换容量、进水水质和离子交换器的运行方式等，选择合适的树脂。

例如考虑进水水质时，对于只需去除进水中吸附交换能力较强的阳离子，可选用弱酸型树脂，若需去除的阳离子的吸附交换能力较弱，只能选用强酸型阳离子树脂。考虑离子交换器的运行方式时，移动床和流动床要选用耐磨、高机械强度的树脂。对于混床，要选用湿真密度相差较大的阴、阳树脂。另外，不同树脂的交换容量有差异，而同一种树脂的交换容量还受所处理废水的悬浮物、油类、高价金属离子等影响。

⑶掌握工艺设计参数

1.8.4离子交换法在水处理中的应用

离子交换法目前废水处理中得到了广泛应用，例如

⑴用于含铬废水的处理

对于废水，经预处理后，可用阳树脂去除三价铬和其他阳离子，用阳树脂去除六价铬，并可回收铬酸，实现废水在生产中的循环使用。

⑵含锌废水的处理

化纤厂纺丝车间的酸性废水主要含有硫酸锌、硫酸和硫酸钠等，用钠离子型阳树脂交换其中的锌离子，用芒硝再生失效的树脂，即可得到硫酸锌的浓缩液。

⑶电镀含氰废水的处理

阴树脂对络合氰（即氰与金属离子的络合物）的结合力大，所以利用阴离子交换树脂能消除氰化物以及重金属离子的污染，并将其回收利用。

⑷有机废水的处理

如洗涤烟草的过程中产生的含有烟碱的废水，可以用阳树脂回收后作为杀虫剂。

⑸用于水的软化处理

例如利用钠离子交换软化法可以去除水中的硬度。

⑹水的除盐

分复床除盐和混合床除盐等系统。

复床是指阳、离子交换器串联使用，常用的系统有强酸-脱气-强碱系统，强酸-弱碱-脱气系统以及强酸-脱气-弱碱-强碱系统等。

混合床除盐具有水质稳定、间断运行影响小、失效终点分明等特点。

关于离子交换今年考的题目是关于离子交换树脂的选择，题目内容是：在强酸阳离子树脂交换次序中哪一项是正确的，这样的题从76页各种树脂对离子的选择性顺序中可以选出正确答案。

另外，某一道目内容是：按“⑴交换、⑵反洗、⑶清洗、⑷再生”进行编号，离子交换工艺过程的顺序是：A ⑴→⑵→⑶→⑷，B⑴→⑵→⑷→⑶，C⑴→⑶→⑵→⑷，D⑴→⑷→⑶→⑵，从教材内容可知顺序是交换、反洗、再生、清洗，答案应选B。

⑹ 关于人体生物电特性

一、认识人体生物电

“电”对大家来说是最熟悉的，现代生活谁都离不开它，它每天都给我们带来无尽的方更和欢乐，“人体生物电”对一些人可能有点陌生，其实是我们不太注意它的存在，不了解它的特性，尤其不了解它对我们的生命和健康的重要性。

大家知道；植物有植物电、动物有动物电、人体有生物电，一切事物的变化都有电产生，宇宙间除了星球还有宇宙线、宇宙场、宇宙光、微波、电磁波、灵波（生物波）。正如马克思所说“世界上几乎没有一件事物的发生、变化不伴随着电现象的产生”。仿生学研究发现，最小的细菌消耗葡萄糖而产生电，这就是所谓“生物电”原理，人体生命过程中的新陈代谢及一切活动都产生电，“心电图”是心脏跳动产生的电波、“脑电图”是大脑活动是产生的脑电波。电生理学发现“人体横膈肌及其动作神经能产生较大的肌电，这就是人体内的发电机。

加拿大多伦多大学的马科伯克博士的实验证明：哺乳类动物的脑内，有神经细胞传递电信号的结构，并且不是单传而是互传。当脑部生长肿瘤时，脑电波就受到不同程度的破坏、这说明肿瘤细胞没有发电能力，那么，正常体细胞是怎样产生电的？细胞浸浴在细胞液中，细胞膜的内外存在许多带电离子（钾离子、钠离子、氯离子等），钾离子主要在细胞内，钠离子主要在细胞外，在安静状态时，这些离子相对稳定，当受到刺激时，细胞膜的通透力发生变化，各种离子便活跃起来，在细胞膜内外川流不息，出现钾钠离子交换，便产生了生物电。

现代生理学研究发现，人体所有器官都会产生生物电现象，并且以电的形式——动作电位，通过相应的神经纤维把兴奋传导到大脑中枢，大脑中枢以动作电位的方式，把神经冲动信号通过相应的神经纤维传到效应器，从而产生器官或组织的功能活动。

人体各部的电位不同，表现为电压梯度，这些不同的电位形成了人体电场。这个包括了各器官电场的人体电场，不仅与人的心理因素有关（情绪激动时强、低落时弱）。而且与生理现象有关。

人体生物电在现代医学上早已广泛应用，如大家所熟悉的心电图、脑电图、肌电图、胃电图、……等这些“生命的足迹”就是医生诊断疾病的科学依据。但这仅仅是用于检查诊断的手段，如何将人体生物电应用于临床治疗，很少有人问津，至于它对许多疑难病的特殊效果更是鲜为人知。

二、人体生物电与疾病

1、电—磁转换与生理变化

电动生磁，磁动生电，这是电动机和发电机的原理，近代磁疗的兴起，也是应用这一原理，磁和电的关系是表里关系，磁体是外加磁源，穴位是生物电流的触点，经络是传输电流的通道（生物电波）。当磁场作用于穴位，电压、电位就发生变化，激发生物电流产生电磁波，然后传到全身的经络，传到中枢神经形成刺激，对病变部位进行调整。

根据生物磁学的理论，病变是人体内磁场失调造成，人体代谢活动的结果，会产生频率不同、波形各异的生物电流和生物电磁场，外加磁场作用于经络穴位上对体内磁场失调给予补偿、调整，使不正常的高级神经活动恢复平衡，协调兴奋和抑制的过程，就能防病治病。

一切生命现象（肌肉运动、大脑兴奋、抑制、神经传导）都与电子的传递有关，如：血管内含有水和钾、钠、镁、钙等多种无机盐类物质， 当磁力线与血管成垂直方向运动时，便产生电磁流体力学现象，产生微电流，磁场可导致生物电量和质的变化， 人体中有顺磁性物质（铁、氧、镁等）可被磁化，而磁化了的元素之间的相互作用加速，代谢功能得到加强。人体磁场增强，可使单核吞噬系统功能加强，，白细胞就活跃、健壮，便可对炎性病症产生效果。在微循环中，血球是在一层静电的磁垫上流过毛细血管的， 所以改变生物电流或生物磁场，便可改变微循环。

2、信息传递与疾病

人体是一个非常复杂精密的自动调节、自动控制系统，每一个器官也是一个自控系统，它们有明确的分工、独立的职能、又相互依赖、相互制约。大脑是总指挥系统，它接收全身各部门的信息和外界的各种信息，经分析处理后再发出指令，指挥各部门协调工作，任何一个环节出现差错都会对某些部门造成影响。这也体现了中医的整体观思想和上病下治、下病上治、内病外治、外病内治、同病异治、异病同治的治疗原则。

人体这样一个复杂的系统，要做到各部门完全协调一致，不出现任何错误是不可能的，但我们必须努力减少错误。生物学家研究发现：人的正常寿命应在125~175岁，为什么多数人活不到正常寿数？疾病造成的；健康专家又说了：多数人不是死于疾病，而是死于无知，这话很有道理，既然不知道错误改正也就不存在了。

既然电场、磁场影响生理变化，就会影响疾病。在活体中各器官乃至每个细胞、细胞内的各种物质都在不停地运动，所以中医对疾病的认识都是动态分析，在运动、变化中信息的传递当然是至关重要的，中医讲的“不通”其中包含了信息传递障碍这层意思。所以疾病的形成，除了与生物电场、生

⑺ 氧化钾、氧化钠的测定

原子吸收光谱法

方法提要

试样用盐酸、氢氟酸与高氯酸分解，制成!(HCl)=2%的溶液。于原子吸收光谱仪上，在空气-乙炔火焰中，分别在波长766.5nm和589.0nm处测量钾和钠的吸光度。

方法适用于海洋沉积物、水系沉积物中氧化钾和氧化钠的测定。测定范围:w(K₂O、Na₂O)为0.01%～8%。

仪器

原子吸收光谱仪。

试剂

氢氟酸。

盐酸。

高氯酸。

过氧化氢。

氧化钾标准储备溶液ρ(K₂O)=1.00mg/mL称取1.5829g经500～600℃灼烧2h的高纯氯化钾(KCl)，置于烧杯中，用水溶解，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

氧化钾标准溶液ρ(K₂O)=100μg/mL移取10.0mL氧化钾标准溶液(1.00mg/mL)于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

氧化钠标准储备溶液ρ(Na₂O)=1.00mg/mL称取1.8859g经500～600℃灼烧2h的高纯氯化钠(NaCl)，置于烧杯中，用水溶解，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

氧化钠标准溶液ρ(Na₂O)=50.0μg/mL移取10.0mL氧化钠标准溶液(1.00mg/mL)于200mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

校准曲线

移取0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL、8.00mL氧化钾标准溶液(100μg/mL)和氧化钠标准溶液(50.0μg/mL)，置于一系列100mL容量瓶中，加4mL(1+1)HCl，用水稀释至刻度，摇匀。在原子吸收光谱仪上，分别于波长766.5nm和589.0nm处测量氧化钾和氧化钠的吸光度。绘制校准曲线。

分析步骤

试样分解步骤同本章76.6.1。将制得的分析溶液B直接于波长766.5nm处测定氧化钾的吸光度。

氧化钠则根据试样中的含量，移取部分溶液B于100mL容量瓶中，补加HCl使其溶液的最终酸度为!(HCl)=2%，用水稀释至刻度，摇匀后于波长589.0nm处测定氧化钠的吸光度。

按下式计算氧化钾或氧化钠的含量:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:w(K₂O，Na₂O)为氧化钾或氧化钠的质量分数，%;w(H₂O^-)为吸附水的质量分数;ρ₁为从校准曲线上查得试样溶液的氧化钾或氧化钠的浓度，μg/mL;ρ₀为从校准曲线上查得试样空白溶液的氧化钾或氧化钠的浓度，μg/mL;V为试样溶液总体积，mL;V₁为分取试样溶液的体积，mL;V₂为测定溶液的体积，mL;m为称取试样的质量，g。

注意事项

1)氢氟酸一定要赶尽，否则钠的测定结果会偏高。

2)测定溶液制备完毕后，应及时对钠、钾进行测定，以免残留的氢氟酸对玻璃腐蚀，使钠、钾的测定结果偏高。

3)当试样中钠、钾含量相差5倍时，应按试样中钾、钠的比例配制相应的氧化钾-氧化钠混合校准系列溶液。

4)在测定过程中，需经常复测校准曲线系列溶液的某一份，以了解仪器工作情况是否有变化，如果该溶液的读数有明显变化，则应重新测定全部校准曲线系列溶液后再继续测定。