【Jede Woche eine Frage】Grundlagen der Chemieindustrie 535: Arbeitsschicht aus Harz (22. März)
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Diesen Beitrag wurde zuletzt von „Zai Hui Kang Qiao“ am 22.03.2017 um 08:30 bearbeitet. Im Bereich „Chemietechnische Theorie“ wird ab sofort die Aktion „Eine Frage pro Tag“ gestartet, um allen dabei zu helfen, ihre Grundkenntnisse in der Chemietechnik zu festigen. In Folge werden auch die Reihen „Grundlagen der Chemietechnik“, „Stoffübertragung und Trennverfahren“, „Thermodynamik der Chemietechnik“ sowie „Chemietechnische Verfahren“ eingeführt. Wir hoffen auf eure aktive Unterstützung~~~ Bei Antworten zur Aktion „Eine Frage pro Tag“ könnt ihr direkt darauf zugreifen**; das Thema wird nach 1 Tag geschlossen! ! Um die kontinuierliche Beteiligung aller in diesem Jahr zu fördern! Für die Teilnahme gibt es bereits 3 Reichtumsbelohnungen, bei richtigen Antworten kommen zusätzlich 4 Reichtumspunkte dazu~~~ Kurzfrage: Was ist die Arbeitsschicht einer Ionenaustauschresin? Antwort: Wenn das Wasser durch die Resinsschicht fließt, muss es aufgrund der Beschränkungen durch die Geschwindigkeit des Ionenaustauschs eine bestimmte Schichtdicke durchqueren, bevor die Ionenkonzentration im Wasser auf das gewünschte Niveau sinken kann. In diesem Prozess… Die Ionen im Wasser diffundieren ständig in das Innere der Harzpartikel. Diese Schicht des Harzes wird üblicherweise als Arbeitsschicht bezeichnet.
Ionenaustauschharze sind unlösliche Hochmoleküle mit einer netzartigen Struktur und Funktionsgruppen (aktive Gruppen, die Austauschionen aufnehmen können). In der Regel handelt es sich um kugelförmige Partikel.
Bezeichnet die aktuell arbeitende Harzschicht, die nach Inaktivierung regeneriert wird
Es handelt sich um hochmolekulare Verbindungen, die Funktionsgruppen aufweisen (aktive Gruppen mit austauschbaren Ionen), eine netzartige Struktur haben und unlöslich sind.
Wenn das Wasser durch die Resinsschicht fließt, muss es aufgrund der Beschränkungen durch die Geschwindigkeit des Ionenaustauschs eine bestimmte Schichtdicke durchqueren, bevor die Ionenkonzentration im Wasser auf das gewünschte Niveau sinken kann. In diesem Prozess… Die Ionen im Wasser diffundieren ständig in das Innere der Harzpartikel. Diese Schicht des Harzes wird üblicherweise als Arbeitsschicht bezeichnet.
Wenn das Wasser durch die Resinsschicht fließt, muss es aufgrund der Beschränkungen durch die Geschwindigkeit des Ionenaustauschs eine bestimmte Schichtdicke durchqueren, bevor die Ionenkonzentration im Wasser auf das gewünschte Niveau sinken kann. In diesem Prozess… Die Ionen im Wasser diffundieren ständig in das Innere der Harzpartikel. Diese Schicht des Harzes wird üblicherweise als Arbeitsschicht bezeichnet.
Im Laufe des Ionenaustauschs bewegt sich die Ionenaustauschzone allmählich in Richtung der unteren Resinsschicht. Dadurch entstehen in der Resinsschicht drei Schichten: Die Schicht oberhalb der Austauschzone ist mit Ca2+ gesättigt, verliert jedoch ihre Austauschkapazität. Wenn Wasser durch diese Schicht fließt, ändert sich die Qualität des Wassers nicht. Diese Schicht wird als inaktive Schicht bezeichnet； Im Arbeitsbereich befinden sich Calcium-Ionenaustauschharze und Natrium-Ionenaustauschharze gemischt zueinander. Im oberen Bereich gibt es mehr Calcium-Ionenaustauschharze, im unteren Bereich hingegen mehr Natrium-Ionenaustauschharze. Wenn das Wasser durch diesen Bereich fließt, finden Austauschvorgänge zwischen den Ca2+- und Na+-Ionen statt. Dadurch sinkt die Konzentration an Ca2+ im Auswasser auf 0 – also auf den gleichen Wert wie in dem Ausgangswasser. Dieser Bereich ist der Teil der gesamten Harzschicht, in dem der Ionenaustausch stattfindet. Die Höhe dieses Bereichs entspricht der Breite der Austauschzone.
Wenn das Wasser durch die Harzschicht fließt, muss es aufgrund der Beschränkungen durch die Geschwindigkeit des Ionenaustauschs eine bestimmte Schichtdicke durchqueren, bevor die Ionenenergie im Wasser auf das gewünschte Niveau ansteigen kann. In diesem Prozess… Die Ionen im Wasser diffundieren ständig in das Innere der Kunststoffkörner – diese Schicht des Kunststoffs wird als Arbeitsschicht des Kunststoffs bezeichnet.
Im Behälter befindet sich eine bestimmte Menge an Resin – diese dient dazu, dass die Ionen von oben nach unten durch die Austauschsäule gelangen können, wodurch der Ionenaustausch stattfindet. Diese Austauschsäule wird als Arbeitsschicht der Ionenaustauschresin bezeichnet.
Ionenaustauschharze sind unlösliche Hochmoleküle mit einer netzartigen Struktur und Funktionsgruppen (aktive Gruppen, die Austauschionen aufnehmen können). In der Regel handelt es sich um kugelförmige Partikel. Der vollständige Name einer Ionenaustauschharz besteht aus dem Klassifikationsnamen, dem Gerüstnamen (oder Genennamen) und dem Grundnamen. Die Porenstruktur lässt sich in gelartige und großporige Typen einteilen. Alle Resine mit einer physikalischen Porenstruktur werden als großporige Resine bezeichnet; vor ihrem vollständigen Namen wird „großporig“ hinzugefügt. Bei Substanzen, die als sauer eingestuft werden, wird vor dem Namen „positiv“ hinzugefügt; bei Substanzen, die als basisch eingestuft werden, wird vor dem Namen „negativ“ hinzugefügt. Zum Beispiel: Grobkörnige, stark saure Styrol-basierte Kationenaustauschresine. Ionen austauschende Resine können außerdem je nach Art ihres Trägermaterials in Styrol-basierte Resine und Acryl-basierte Resine unterteilt werden. Die Art der chemisch aktiven Gruppen in der Harzsubstanz bestimmt die wichtigsten Eigenschaften und Kategorien des Harzes. Zunächst werden zwei Hauptkategorien unterschieden: kationische und anionische Resine. Diese können jeweils mit den Kationen und Anionen in einer Lösung einen Ionenaustausch durchführen. Kationische Resine werden wiederum in stark saure und schwach saure Arten unterteilt, während anionische Resine in stark basische und schwach basische Arten unterteilt werden (oder weiter in mittelstark saure und mittelstark basische Arten).
Sobald die Lösung mit dem Harz in Berührung kommt, beginnt eine Ionenaustauschreaktion. Mit dem Fluss des Wassers ändern sich ständig die Zusammensetzung der Lösung sowie die Zusammensetzung des Harzes. Wenn das Wasser eine bestimmte Tiefe erreicht, erreicht die Ionenaustauschreaktion ein Gleichgewicht, und die Konzentrationen der Ionen in der Resin sowie im Lösungsmittel ändern sich nicht mehr. Zu diesem Zeitpunkt entsteht von dem Zeitpunkt des Beginns der Austauschreaktion in der oberen Schicht der Resin bis zum Erreichen des Gleichgewichts in der unteren Schicht eine Zone mit einer bestimmten Höhe, in der die Ionen austauscht werden – diese Zone wird als Arbeitsschicht bezeichnet.
Sobald die Lösung mit dem Harz in Berührung kommt, beginnt eine Ionenaustauschreaktion. Mit der Strömung des Wassers ändern sich ständig die Zusammensetzung der Lösung sowie die Zusammensetzung des Harzes. Je weiter man nach oben kommt, desto höher ist die Konzentration an Ca2+ in dieser Schicht ； Je weiter das Wasser nach unten fließt, desto geringer ist die Konzentration an Ca2+ im Wasser. Wenn das Wasser eine bestimmte Tiefe erreicht, erreicht die Ionenaustauschreaktion ihr Gleichgewicht, und die Konzentrationen der Ionen Na+ in der Resin sowie in der Lösung ändern sich nicht mehr. Zu diesem Zeitpunkt entsteht von dem Zeitpunkt des Beginns der Austauschreaktion in der oberen Schicht der Resin bis zum Erreichen des Gleichgewichts in der unteren Schicht eine Zone mit einer bestimmten Höhe, in der die Ionen austauscht werden. Diese Zone wird als Austauschzone oder Arbeitsschicht bezeichnet.
Ein Polymer mit hoher Molekülmasse, unlöslich und mit abspaltbaren Gruppen. Es ist das häufigste Ionenaustauschmittel und wird häufig als Medium für die Ionenaustauschchromatographie verwendet.
Wenn das Wasser durch die Resinsschicht fließt, muss es aufgrund der Beschränkungen durch die Geschwindigkeit des Ionenaustauschs eine bestimmte Schichtdicke durchqueren, bevor die Ionenkonzentration im Wasser auf das gewünschte Niveau sinken kann. In diesem Prozess… Die Ionen im Wasser diffundieren ständig in das Innere der Harzpartikel. Diese Schicht des Harzes wird üblicherweise als Arbeitsschicht bezeichnet.
Die Ionenaustauschschicht, auch Ionenaustauschband genannt, besteht aus einer Mischung aus Kalziumionenaustauschharzen und Natriumionenaustauschharzen. Im oberen Bereich befindet sich mehr Kalziumionenaustauschharz, im unteren Bereich hingegen mehr Natriumionenaustauschharz. Wenn das Wasser durch diese Schicht fließt, finden Austauschvorgänge zwischen den Ca2+- und Na+-Ionen statt. Dadurch sinkt die Konzentration an Ca2+ im abgegebenen Wasser auf 0 – also auf den gleichen Wert wie in dem Ausgangswasser. Es handelt sich dabei um die Schicht, in der der Ionenaustausch stattfindet. Die Dicke dieser Schicht entspricht der Breite des Ionenaustauschbands
Wenn das Wasser durch die Resinsschicht fließt, muss es aufgrund der Beschränkungen durch die Geschwindigkeit des Ionenaustauschs eine bestimmte Schichtdicke durchqueren, bevor die Ionenkonzentration im Wasser auf das gewünschte Niveau sinken kann. In diesem Prozess… Die Ionen im Wasser diffundieren ständig in das Innere der Harzpartikel. Diese Schicht des Harzes wird üblicherweise als Arbeitsschicht bezeichnet.
Ionenaustauschharze sind unlösliche Hochmoleküle mit einer netzartigen Struktur und Funktionsgruppen (aktive Gruppen, die Austauschionen aufnehmen können)
Ionenaustauschharze (Amberlite XAD-16) sind unlösliche Polymerverbindungen mit einer netzartigen Struktur und Funktionsgruppen (aktive Gruppen, die Austauschionen aufnehmen können). In der Regel handelt es sich um kugelförmige Partikel.