离子交换反应

离子交换反应类的,任何两种物质之间的化学反应(每个带正、负电荷组成的物种离子),涉及一个或多个离子交换组件。

离子原子或原子团,熊一个积极的还是消极的电荷。成对或其他倍数他们许多晶体材料的物质,包括食盐。这种离子物质溶解在水中时,离子的自由是一个相当大的程度上的限制让他们严格的数组内的水晶,他们在移动解决方案相对自由。某些不溶性材料轴承积极或消极指控的表面与离子反应的解决方案来消除各种离子选择性,取而代之的是其他类型的离子。这些过程被称为离子交换反应。它们用于各种方式将离子从各种解决方案和分离离子从一个另一个。这种分离是广泛的利用在科学实验室的分析方法进行了净化效果和援助未知混合物。离子交换材料,如沸石也采用商业净化水(在其他用途)和医学作为人工肾脏和其他用途。

早期历史

令人惊讶的是,识别发生离子交换过程的伟大的瑞典化学家Svante阿伦尼乌斯,制定了离子理论。1850年,九年阿伦尼乌斯出生之前,单独的文件中出现英国皇家农业协会杂志》上通过农业家汤普森先生H.S.M.和化学家j.t方式,描述的现象离子交流,因为它发生在土壤中。在他的论文,题为“土壤吸收肥料的力量,”方式解决自己的问题如何解决化肥就像氯化钾被保留的土壤即使大雨。方法把一个盒子底部有一个洞,里面装满了土壤,涌上土壤氯化钾溶液,收集底部的液体流出。然后他洗了土壤与雨水收集和分析了水,从解决方案和雨水。水变成了包含所有最初的氯添加但没有钾;的钾被化学取代等量的镁和钙。方式称为过程“基地交流”因为交换的基本(nonacidic)字符的元素。这一项坚持直到1940年之后,已经成为众所周知的离子交换过程。

在现代的说法,这个过程将在下面描述:钾离子进入土壤和取代钙、镁离子。氯离子没有参与操作,通过不变。的化学方程式,这个过程是2 k⁺+ Ca^{2 +}(土壤)⇌Ca^{2 +}+ 2 k⁺(土壤),双箭头表明,交换是可逆的。在方法的实验中,这个过程被完成(即平衡推倒在右)因为土壤水幕墙通过不断接触新鲜calcium-loaded土壤。也观察到的方式,可以通过清洗恢复土壤钾与氯化钙溶液中(把平衡相反的方向)。

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类型的化学反应