弱酸型離子交換劑英文解釋翻譯、弱酸型離子交換劑的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 weak acid type ion exchanger

分詞翻譯：

弱酸的英語翻譯：

【化】 weak acid

型的英語翻譯：

model; mould; type
【醫】 form; habit; habitus; pattern; series; Ty.; type
【經】 type

離子交換劑的英語翻譯：

【化】 ion exchanger

專業解析

弱酸型離子交換劑（Weak Acid Cation Exchanger）是一類含有弱酸性功能基團的離子交換樹脂或材料。其核心特征在于其功能基團（如羧基 -COOH 或酚羟基 -OH）在水中解離程度較弱，解離行為顯著依賴于溶液環境的 pH 值。這類交換劑主要用于交換溶液中的陽離子（如 Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺ 等），其離子交換能力在堿性或中性條件下較強，而在酸性條件下顯著減弱甚至消失。

其詳細含義和特性可從以下幾個方面理解：

功能基團與解離特性：
- 弱酸型離子交換劑最典型的功能基團是羧基（-COOH）。含有丙烯酸或甲基丙烯酸結構的樹脂是常見的弱酸型陽離子交換劑。
- 羧基是一種弱酸性基團，其在水中的解離反應為：R-COOH ⇌ R-COO⁻ + H⁺
- 該解離平衡常數（Ka）較小，意味着在酸性條件下（低 pH，高 H⁺濃度），平衡向左移動，功能基團主要以未解離的 -COOH 形式存在，此時樹脂幾乎不表現離子交換能力。
- 隨着 pH 值升高（堿性增強，H⁺濃度降低），平衡向右移動，越來越多的 -COOH 解離為帶負電的 -COO⁻，樹脂才表現出對陽離子的交換吸附能力。通常，弱酸樹脂在 pH > 5-6 時才開始有效工作，在 pH > 8-9 時達到最大交換容量。
pH 依賴性：
- 這是弱酸型離子交換劑最核心的特性。其交換容量高度依賴于溶液的 pH 值。
- 在酸性環境中（pH < 4），交換能力極低或為零。
- 在中性或弱堿性環境中，交換能力逐漸顯現。
- 在堿性環境中（pH > 8），交換能力接近其理論最大值。
- 這種特性使得弱酸型樹脂特别適合處理具有一定堿度（含有碳酸氫鹽）的水，例如去除水的暫時硬度（Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂）。在反應過程中，樹脂釋放的 H⁺ 與 HCO₃⁻ 結合生成 CO₂ 和水，不會引入強酸，再生效率也較高。
再生特性：
- 弱酸型樹脂的再生相對容易且高效。由于其功能基團的弱酸性，再生時通常隻需要使用較低濃度的強酸（如 0.5-1% 的 HCl 或 H₂SO₄），甚至在某些情況下可以用弱酸（如醋酸）或 CO₂ 進行再生。
- 再生效率高，酸耗量遠低于強酸型陽離子交換樹脂。這是因為再生反應（H⁺ 置換樹脂上的陽離子）是解離反應的逆過程，在低 pH 下易于進行。
選擇性與應用：
- 弱酸型樹脂對多價陽離子（如 Ca²⁺, Mg²⁺）通常比對單價陽離子（如 Na⁺）具有更高的親和力，尤其是在處理含有堿度的水時。
- 主要應用包括：
  - 水的軟化：特别適用于去除與碳酸氫鹽結合的鈣、鎂離子（暫時硬度），常與強酸樹脂聯合使用。
  - 脫堿：去除水中的堿度（HCO₃⁻）。
  - 特定金屬離子的回收與分離：利用其選擇性，從溶液中回收或分離特定的重金屬離子。
  - 食品和制藥工業：因其再生溫和、殘留少，常用于糖液脫灰、氨基酸分離純化等。

弱酸型離子交換劑是一類功能基團為弱酸性（主要為羧基）、離子交換能力強烈依賴于溶液 pH 值的陽離子交換材料。它在堿性條件下具有較高的交換容量，對多價陽離子有較好選擇性，且易于用低濃度酸再生，主要應用于含堿度水的軟化、脫堿以及特定分離純化過程。

參考資料來源：

Helfferich, F. (1962). Ion Exchange. McGraw-Hill Book Company. (經典離子交換理論著作)
International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Compendium of Chemical Terminology (the "Gold Book"). (權威化學術語定義) [可線上查詢 IUPAC 術語庫]
Dow Water & Process Solutions. Technical Manual: Ion Exchange Resin Fundamentals. (主要樹脂制造商的技術手冊)
U.S. Geological Survey (USGS). Water Science School: Water Softening. (政府機構關于水處理的科普) [可訪問 USGS 官網 Water Science School 欄目]
American Water Works Association (AWWA). Water Quality and Treatment: A Handbook on Drinking Water. (水處理行業權威手冊)

網絡擴展解釋

弱酸型離子交換劑是一種含有解離度較低的酸性基團（如羧基-COOH、酚羟基-OH等）的離子交換材料，主要用于結合帶正電荷的陽離子（如Ca²⁺、Mg²⁺等）。以下是其詳細解釋：

1.基本定義與分類

定義：弱酸型離子交換劑屬于陽離子交換劑，其活性基團在溶液中解離度較低，僅在一定pH條件下（通常偏堿性）才能釋放H⁺并與溶液中的陽離子發生交換。
分類依據：根據母體材料不同，可分為弱酸型離子交換樹脂（如羧甲基纖維素CM）、弱酸型無機交換劑（如沸石）等。

2.結構與特性

結構特點：由不溶性高分子母體（如樹脂、纖維素）與弱酸性功能基團結合而成。
核心特性：
- pH敏感性：需在pH>4的環境中解離并發揮作用。
- 選擇性：對多價陽離子（如Ca²⁺、Mg²⁺）結合能力較強，常用于軟化水處理。
- 再生效率高：用強酸（如HCl）即可高效再生。

3.應用領域

水處理：去除水中硬度離子（Ca²⁺、Mg²⁺），軟化水質。
生物分離：用于蛋白質純化，如羧甲基纖維素（CM纖維素）在層析技術中分離帶正電的蛋白質。
工業與醫藥：金屬回收、藥物提純等。

4.與其他交換劑的區别

與強酸型交換劑（如磺酸基樹脂）相比，弱酸型對pH更敏感，但再生能耗更低。
與陰離子交換劑（如DEAE纖維素）相比，作用對象為陽離子，且功能基團酸性較弱。

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