離子交換反應英文解釋翻譯、離子交換反應的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 ion exchange reaction

分詞翻譯：

離子的英語翻譯：

ion
【化】 ion
【醫】 ion

交換反應的英語翻譯：

【化】 exchange reaction; permutoid reaction

專業解析

離子交換反應（Ion Exchange Reaction）是指溶液中的離子與固體物質（離子交換劑）表面帶相反電荷的離子發生可逆性置換的化學過程。該反應廣泛應用于水處理、化學分離、制藥、食品工業等領域，其核心在于離子交換劑（如樹脂、沸石）上的可交換離子與溶液中同性電荷離子之間的等當量交換。

一、反應原理與過程

離子交換反應遵循電荷守恒和質量作用定律。以陽離子交換樹脂為例，其反應通式為： $$ R^-A^+ + B^+ rightleftharpoons R^-B^+ + A^+ $$ 其中 ( R^- ) 代表樹脂骨架的固定陰離子基團，( A^+ ) 為樹脂上的可交換陽離子（如 ( Na^+ )），( B^+ ) 為溶液中的目标陽離子（如 ( Ca^{2+} )）。反應通過擴散與動力學平衡實現，最終達到離子在固液兩相間的重新分配。

二、離子交換劑類型

陽離子交換劑
含磺酸基（-SO₃H）、羧基（-COOH）等酸性基團，可交換溶液中的陽離子（如 ( Ca^{2+}, Mg^{2+} )）。

來源：《化工辭典》（化學工業出版社，第5版）

陰離子交換劑
含季铵基（-N⁺(CH₃)₃）、氨基（-NH₂）等堿性基團，用于交換陰離子（如 ( Cl^-, SO_4^{2-} )）。

來源：《離子交換與吸附樹脂》（何炳林，上海科技教育出版社）

三、核心應用領域

水軟化與純化
硬水中的 ( Ca^{2+}/Mg^{2+} ) 通過鈉型樹脂交換去除，高純水制備則需結合陰/陽離子交換樹脂的串聯工藝。

來源：《水處理技術導論》（許保玖，中國建築工業出版社）

金屬回收與分離
選擇性交換樹脂可從工業廢液中回收貴金屬（如金、鉑），或分離稀土元素。

來源：《分離過程化學》（陸九芳，清華大學出版社）

生物制藥純化
離子交換色譜用于蛋白質、抗生素的提純，依據目标分子電荷特性實現分離。

來源：《生物分離工程》（孫彥，化學工業出版社）

四、反應特性與影響因素

可逆性：通過改變pH、離子強度或使用再生劑（如NaCl溶液）可使反應逆向進行，實現樹脂再生。
選擇性：樹脂對不同離子的親和力受離子價态、水合半徑及濃度影響（例：( Al^{3+} > Ca^{2+} > Na^+ )）。
動力學：受擴散速率控制，顆粒粒徑、溶液流速及溫度均影響反應效率。
綜合來源：《離子交換技術手冊》（褚瑩，化學工業出版社）

離子交換反應作為分離科學的基礎技術，其高效性與可重複性使其在資源循環和環境保護中持續發揮關鍵作用。

網絡擴展解釋

離子交換反應是溶液中的離子與固體材料中的可交換離子發生置換的化學過程。這種反應廣泛應用于水處理、化學分離、催化等領域，以下是其核心要點：

一、基本原理

可逆性：反應通常可逆，例如陽離子交換樹脂（含Na⁺）與水中的Ca²⁺反應：
$$text{R-Na}^+ + text{Ca}^{2+} rightleftharpoons text{R}_2text{-Ca}^{2+} + 2text{Na}^+$$
當溶液中Na⁺濃度過高時，反應會逆向進行。
動态平衡：反應達到平衡時，離子交換速率與解吸速率相等，交換量受離子濃度、電荷等因素影響。

二、主要類型

陽離子交換
固體釋放陽離子（如Na⁺、H⁺），吸附溶液中的高價陽離子（如Ca²⁺、Mg²⁺）。常見于硬水軟化（）。
陰離子交換
固體釋放陰離子（如Cl⁻、OH⁻），吸附溶液中的陰離子（如NO₃⁻、SO₄²⁻），用于去除污染物。

三、關鍵影響因素

離子電荷與半徑：高價離子（如Fe³⁺）比低價離子（如Na⁺）更易被吸附。
濃度梯度：溶液中目标離子濃度越高，交換速率越快。
溫度：升溫通常促進交換，但可能破壞某些交換材料（如有機樹脂）。

四、典型應用

水處理：家用軟水機通過樹脂置換Ca²⁺/Mg²⁺，減少水垢。
核廢水處理：特種樹脂吸附放射性離子（如Cs⁺、Sr²⁺）。
制藥提純：離子色譜法分離蛋白質、抗生素等生物分子。

若需進一步了解具體材料（如沸石、磺酸樹脂）的交換機制或動力學模型，可提供補充說明。