⑴ 阳离子交换
1.阳离子交换
按质量作用定律，阳离子交换反应可以表示为
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式中：KA—B为阳离子交换平衡常数；A和B为水中的离子；AX和BX为吸附在固体颗粒表面的离子；方括号指活度。
在海水入侵过程中，准确模拟阳离子交换作用是预测阳离子在含水层中运移的前提条件。按照质量作用定律可以用一个平衡常数把离子交换作为一种反应来描述。例如Na+、Ca2+的交换：
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平衡常数为：
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式（3—115）表明，交换反应是等当量的，是个可逆过程；两个Na+交换一个Ca2+。如果水中的Na+与吸附在固体颗粒表面的Ca2+（即CaX）交换，则反应向右进行；反之，则向左进行。如果反应向右进行，Ca2+是解吸过程，而Na+是吸附过程。所以，阳离子交换实际上是一个吸附—解吸过程。Na+、Ca2+的交换是一种最广泛的阳离子交换。当海水入侵淡水含水层时，由于海水中Na+远高于淡水，而且淡水含水层颗粒表面可交换的阳离子主要是Ca2+，因此产生Na+、Ca2+之间的离子交换，Na+被吸附而Ca2+被解吸，方程（3—115）向右进行；当淡水渗入海相地层时，则Na+被解吸而Ca2+被吸附，反应向左进行。
2.质量作用方程
描述离子交换反应的方程式有多种，通常主要是通过对实验数据的最佳拟合来决定选择哪一种方程式，众多的研究者很难达成一致（Gaines et al.，1953；Vanselow，1932；Gapon，1933；Appelo et al.，1993；Grolimund et al.，1995；Vulava et al.，2000），因为目前并没有一个统一的理论来计算吸附剂上的离子活度，而前面提到的迪拜—休克尔方程、戴维斯方程都是适用于水溶液中的离子活度计算。
交换性阳离子活度有时用摩尔分数来计算，但更为常用的是当量分数作为交换位的数量分数或者作为交换性阳离子的数量分数。在一种理想的标准状态下，交换剂只被一种离子完全占据，交换离子的活度等于1。对于等价交换使用哪一种方程式没有区别，但是对于非等价交换影响十分显著（Grolimund et al.，1995；Vulava et al.，2000）。所有的模型都有相同的函数形式：
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即为交换位浓度（单位质量吸附剂的摩尔数）与无单位函数
海水入侵过程中的交换反应主要为Na+与Ca2+之间的交换，通常写作：
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X为—1价的表面交换位，交换位X的总浓度为
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式中：S指每单位质量固体的总交换位浓度，mol/g。这种情况下S的量等于阳离子交换容量（只要单位换算统一即可）。
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式（3—120）的书写方式符合Gaines—Thomas方程式，Gaines（盖恩斯）和Thomas（托马斯）（1995）最先给出交换性阳离子热动力学标准态的严格定义。它使用交换性阳离子的当量分数作为吸附离子的活度。若式（3—120）使用摩尔分数，则遵守Vanselow（1932）公式。
如果假定吸附阳离子的活度和被离子占据的交换位的数目成正比，反应式（3—115）则可写成
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式（3—122）符合Gapon（加蓬）方程式。在Gapon方程式中，摩尔分数和当量分数是一样的，都是电荷为—1的单一交换位。
还有一种交换形式为：
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Y指交换位的电荷为—2，这种反应式同样是交换反应的一种有效热力学描述。它假定交换位Y的总浓度为
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S则为阳离子交换容量的二分之一。Cernik（采尔尼克）等根据当量分数利用反应式（3—123），将交换系数表示为：
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3.质量作用方程拟合
利用Gaines—Thomas（GT）方程式、Vanselow（VS）方程式和Gapon（GP）方程式对在砂样中进行的试验所获得的数据进行拟合，根据拟合结果作出 Na+、Ca2+、Mg2+、K+吸附等温线（刘茜，2007），如图3—4～图3—7所示。
图3—4 Na+吸附等温线和拟合数据
由吸附等温线可以看出，砂样对Na+、Mg2+、K+的吸附量均随着溶液中离子浓度的增加而逐渐增加，而Ca2+发生解吸。图3—4中，砂样对Na+的吸附量随溶液中离子浓度的增加而缓慢增加。图3—5中，在Ca2+浓度较低时，解吸量迅速增大，当Ca2+浓度较高时，随浓度增加解吸量增加缓慢，逐渐趋于平稳状态。
图3—6中Mg2+浓度较低时，吸附量增加较慢，在较高浓度时增加较快，但并没有出现Ca2+的解吸等温线中的平稳状态，依然为直线型，且直线的斜率大于低浓度状态时的斜率，说明Na+、Mg2+的吸附速率在低浓度（海水含量为20%左右）时较小，在高浓度时，吸附速率变大；Ca2+的解吸在高浓度时基本达到平衡，而Na+、Mg2+还有增长趋势，也较好证明了试验所用砂样的交换位主要为Ca2+所占据。图3—7中K+实测值的吸附等温线则没有出现Ca2+、Na+、Mg2+的规律，虽然整体上随着溶液离子浓度的增加，吸附量也是增长趋势，但并没有出现直线规律。究其原因，主要是阳离子交换吸附作用不大，主要是化学吸附，因为K+的水化膜较薄，所以有较强的结合力，K+被吸附后，大多被牢固吸附在黏土矿物晶格中。
图3—5 Ca2+吸附等温线和拟合数据
图3—6 Mg2+吸附等温线和拟合数据
图3—7 K+吸附等温式和拟合数据
由吸附等温线模拟图（图3—4～图3—7）及公式与试验数据拟合的相关系数（表3—17）看出，GT方程式拟合效果较好，能够很好地预测离子交换趋势。因此，在多组分离子交换模拟计算中采用Gaines—Thomas方程，为阳离子交换的定量研究提供了依据。
表3—17 GT、GP、VS方程式拟合的相关系数
所以根据Gaines—Thomas方程式（3—126）～式（3—131）计算离子交换系数（表3—18）。由于 9 种配比浓度的离子强度不同，所以各自的交换系数也有所差别。对比
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表3—18 试验土样不同浓度下的交换系数
⑵ 理论离子交换容量如何计算实验法是使用滴定法,但是含磺酸基的聚合物理论的离子交换容量如何计算呢
离子交换容量复就是IEC
IEC=每个结构单元所含的制平均磺酸基团个数X磺酸基的分子量/结构单元的平均分子量
如果你把滴定的看作为实验法得到的数据,想知道理论的,那也就是用核磁 1H NMR进行表征,在用积分面积求 每个结构单元所含的平均磺酸基团个数,然后带入上面公式
或如果你是用磺化单体按比例聚合得到的聚合物,再忽略反应带来的误差的情况下,可以直接按投料比算出 每个结构单元所含的平均磺酸基团个数,然后带入公式
⑶ 树脂含水率计算公式
离子交换树脂处理水量计算公式:g等于q(c减cp)式中g处理负荷，mol/h。q处理水量，m3/h。c进水浓度，mol/m3。cp出水浓度，mol/m3。树脂的含水率愈大，表示它的孔隙率愈大，交联度愈小。
⑷ 猪粪阳离子交换量测定方法
1、首先取猪粪样品，先将其干燥至恒重，然后研磨至粉末状备用。
2、其次取适量的猪粪粉末，加入1mol/L铵醋溶液中，使其接触并充答数圆分浸泡，在震荡器中进行振荡，促使猪粪与铵醋清塌溶液充分接触并反应。
3、最后将反应液过滤，收集毕碰过滤液并浓缩至干，得到猪粪样品的阳离子交换量，根据实验数据计算出猪粪样品的阳离子交换量，计算公式为：阳离子交换量（cmol/kg）=浓缩液总容积×反应液中NH4+的浓度÷猪粪样品质量。
⑸ 阳离子交换树脂的交换容量
阳离子交换树脂有很多种型号，不同的树脂都有不同的交换容量。
离子交换树脂的交换容量有哪几种？
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%。
离子交换树脂工作交换容量的测试方法：
1、阳树脂工作交换容量计算公式：Qa=(A+S)V/ VR
Qa：阳树脂的工作交换容量，单位为mol/m³
A：阳床平均进水碱度，单位为mmol/l
S: 阳床平均出水酸度，单位为mmol/l
V: 周期制水总量, 单位为m³
VR：床内树脂体积（逆流再生则不含压脂层体积），单位为m³
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⑹ 离子交换树脂的制水量怎么计算，树脂的单位升，硬度单位Mg/L
制水量=树脂体积×1000/进水硬度
制水量，L
树脂体积，L
进水硬度，mmol/L
⑺ 离子交换树脂的周期如何计算，工作交换容量如何确定
这要看你所使用的设备规格和能力，你最好是查一下水处理设计手册，其中有一单元专门对离子交换树脂的使用周期性的计算。