離子交換英文解釋翻譯、離子交換的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 ion (ic) exchange

分詞翻譯：

離子的英語翻譯：

ion
【化】 ion
【醫】 ion

交換的英語翻譯：

exchange; interchange; change for; commute; permutation; reciprocation
replacement
【計】 exchange; swap; swapping; switching; transput; X
【醫】 chiasmapy; cross-over; crossing-over
【經】 interchange; swap

專業解析

離子交換（Ion Exchange）是一種物理化學過程，指溶液中的離子與固體材料（離子交換劑）表面帶相反電荷的功能基團發生可逆性置換反應的過程。其核心是通過靜電作用實現溶液中離子的選擇性吸附與釋放，同時保持體系的電荷平衡。以下是詳細解釋：

一、基礎定義與機制

離子交換反應
當含有特定離子的溶液流經離子交換樹脂（如磺酸基團 ce{-SO3-} 或季铵基團 ce{-N+R3}）時，溶液中的離子（如 ce{Ca+}）與樹脂上的反離子（如 ce{Na+}）發生交換：

$$

ce{2R-SO3^-Na+ + Ca+ <=> (R-SO3^-)2Ca+ + 2Na+}

$$

該反應遵循質量作用定律，具有可逆性。
交換選擇性
離子交換劑對不同離子的親和力存在差異，通常遵循以下規律：
- 陽離子：電荷越高，水合半徑越小，親和力越強（如 ce{Al^{3+} > Ca^{2+} > Na+}）
- 陰離子：ce{SO4^{2-} > Cl- > HCO3-}。

二、核心特征

可逆性與再生
交換後的樹脂可通過高濃度電解質溶液（如 ce{NaCl}）或強酸/強堿再生，恢複初始離子形态，實現循環使用。
應用領域
- 水處理：硬水軟化（去除 ce{Ca^{2+}, Mg^{2+}}）、超純水制備
- 化工分離：稀土金屬提取、糖液脫鹽
- 生物醫藥：蛋白質純化、藥物載體。

三、材料分類

類型	功能基團	交換離子	典型應用
強酸性陽離子樹脂	ce{-SO3H}	ce{H+, Na+}	除鈣鎂、催化反應
弱酸性陽離子樹脂	ce{-COOH}	ce{H+}	高pH值水處理
強堿性陰離子樹脂	ce{-N+(CH3)3Cl-}	ce{Cl-, OH-}	除硝酸鹽、脫色
弱堿性陰離子樹脂	ce{-NH2}	ce{OH-}	有機酸分離

四、科學原理

離子交換的本質是固液兩相間的擴散動力學過程，受内擴散速率和表面反應速率共同控制。交換容量（meq/g）取決于樹脂的交聯度與孔隙結構。

權威參考來源：

IUPAC《金書》術語定義：Ion Exchange Process
中國化學會《化學名詞》：離子交換詞條規範
《化學與工程新聞》技術解析：How Ion Exchange Resins Work

網絡擴展解釋

離子交換是一種通過固相離子交換劑與液相中的離子進行可逆的等當量交換反應，以實現溶液中特定離子分離或純化的物理化學過程。以下是其核心要點：

1.定義與基本原理

離子交換的核心是溶液中離子與交換劑（如樹脂）上的功能基團離子發生等電荷置換。例如，當含Na⁺的水通過H型陽離子樹脂時，Na⁺與樹脂上的H⁺交換，反應式為： $$ text{HR} + text{Na}^+ rightarrow text{NaR} + text{H}^+ $$ 這一過程包含置換（Na⁺吸附到樹脂）和遊離（H⁺釋放到溶液）兩個步驟。

2.可逆性與再生

離子交換反應是可逆的，通過改變條件（如pH或使用高濃度溶液）可實現樹脂再生。例如，用鹽酸處理吸附了Ca²⁺的樹脂，可恢複其H⁺型狀态，從而重複使用。

3.應用領域

水處理：軟化硬水（去除Ca²⁺、Mg²⁺）及純水制備。
工業分離：制藥中提取金屬離子，實驗室純化樣品。
環保：廢水處理中去除重金屬等污染物。

4.交換劑類型

陽離子交換樹脂：以H⁺或Na⁺置換溶液中的陽離子（如Ca²⁺）。
陰離子交換樹脂：以OH⁻置換陰離子（如Cl⁻）。

5.特點與限制

定量反應：交換量受樹脂交換容量限制，需定期再生。
物理化學雙重性：既有離子吸附的物理過程，也涉及化學鍵變化。

如需更完整的應用案例或反應機理，可參考建設工程教育網（-2）或搜狗百科的詳細說明。