离子交换容量英文解释翻译、离子交换容量的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 loading capacity

分词翻译：

离子的英语翻译：

ion
【化】 ion
【医】 ion

交换容量的英语翻译：

【化】 exchange capacity

专业解析

离子交换容量（Ion Exchange Capacity, IEC）是材料科学、化学工程及环境工程中的一个核心参数，特指单位质量或单位体积的离子交换剂（如树脂、沸石、黏土等）在特定条件下所能交换的离子总量，通常以毫当量每克（meq/g）或毫摩尔每克（mmol/g）表示。其本质反映了材料吸附溶液中可交换离子的能力上限。

一、核心定义与机理

离子交换是一种可逆的化学过程，其中交换剂上的活性基团（如磺酸基 -SO₃H⁺ 或季铵基 -N⁺(CH₃)₃）与溶液中的目标离子（如 Ca²⁺, Na⁺, Cl⁻）发生等当量置换。离子交换容量即为该材料所含可交换离子基团的总浓度，计算公式为： $$ text{IEC} = frac{text{交换离子总量 (meq)}}{text{干燥交换剂质量 (g)}} $$

二、分类与测量

根据目标离子类型，IEC可分为：

阳离子交换容量（CEC）：衡量交换阳离子（如 H⁺, Ca²⁺）的能力，常见于酸性树脂或天然黏土。
阴离子交换容量（AEC）：衡量交换阴离子（如 Cl⁻, SO₄²⁻）的能力，多见于碱性树脂。
标准测定方法包括酸碱滴定法（如用HCl解析树脂后以NaOH滴定）或离子置换法（如用Na⁺饱和交换剂后测定释放的H⁺）。

三、应用与影响因素

离子交换容量直接决定材料的实用性：

水处理：高IEC树脂可高效去除硬水中的 Ca²⁺/Mg²⁺（参考值：强酸型树脂IEC≥1.8 meq/g）。
核废料处理：沸石因高CEC（2–5 meq/g）用于吸附放射性离子如 Cs⁺。
制药纯化：分离蛋白质时需精确控制树脂IEC以避免产物损失。
关键影响因素包括：

活性基团密度：单位体积内功能基团数量。
交联度：高分子树脂的交联结构影响离子扩散速率。
pH与温度：极端条件可能导致基团水解或降解。

四、权威定义参考

国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）：将IEC定义为“单位质量交换剂中可电离基团的摩尔数”。
美国环保署（EPA）：在饮用水处理指南中强调IEC是评估树脂寿命的核心指标。
《环境科学与技术》期刊：指出天然沸石的CEC与其铝硅酸盐结构中的置换缺陷直接相关。

补充说明：实际应用中需区分“总交换容量”（理论最大值）与“工作交换容量”（动态操作下的有效值），后者受流速、再生效率等工程参数影响显著。

网络扩展解释

离子交换容量是衡量离子交换材料（如树脂、矿物等）在特定条件下交换离子能力的核心指标，主要分为以下类型和特点：

一、基本定义

离子交换容量指单位质量或体积的交换剂所含可交换离子的总量，反映其与溶液中离子进行交换的能力。常用单位包括：

重量法：mmol/g（干树脂）或mol/kg（干树脂）
体积法：mmol/mL（湿树脂）或meq/mL（湿树脂）

二、容量类型及差异

总交换容量（全交换容量）
- 定义：交换剂中所有可交换离子的理论最大值，仅与材料本身特性有关。
- 特点：通过滴定法测定，不受外界条件影响，如树脂内部化学基团总量。
工作交换容量
- 定义：实际运行条件下可有效利用的交换能力。
- 影响因素：溶液组成、流速、温度、树脂颗粒大小及再生程度等。通常为总容量的30-90%。
再生交换容量
- 定义：特定再生条件下恢复的交换能力。
- 占比：占总容量的50-90%，再生效率直接影响后续工作容量。

三、实际应用意义

水处理领域：决定软化水设备的工作周期和树脂更换频率。
工业分离：用于化工生产中的离子分离效率评估，如金属回收。
检测标准：通过酸碱滴定法测定总容量，指导材料选择和使用条件优化。

四、关键公式

对于二价及以上离子，交换容量需考虑价态修正： $$ text{实际交换量} = text{测得摩尔数} times text{离子价态} $$

（注：更多技术细节可参考等来源）