
【化】 ion exchange capacity
【化】 ion (ic) exchange
ability; capacity; competence; capability; faculty
【化】 capability; capacity; potency
【醫】 capacity; competence; faculty; potency; potentia
【經】 ability; competence; power
離子交換能力(Ion Exchange Capacity)是化學與環境科學領域的核心概念,指物質通過離子交換反應吸附或釋放離子的最大能力。其對應的英文術語為"Ion Exchange Capacity"(縮寫為IEC),《朗文化學詞典》将其定義為:"The measure of a material's ability to exchange ions with a surrounding solution, typically expressed in milliequivalents per gram (meq/g)"。
在土壤學中,國際土壤科學聯合會(IUSS)将其細分為兩種類型:
美國化學會(ACS)指出該指标廣泛應用于水處理樹脂(如磺酸化聚苯乙烯樹脂)、核廢料處理材料、生物醫學分離膜等領域。測量标準依據ASTM D2187-17規範,采用铵離子置換法測定。
離子交換能力是指物質通過物理化學反應吸附溶液中的離子,并釋放自身離子的能力,其核心機制是離子間的可逆交換過程。這一概念在土壤學、水質處理、材料科學等領域均有重要應用,以下是詳細解釋:
離子交換能力是指某種離子将另一種離子從吸附介質(如土壤膠體、樹脂等)表面置換下來的能力。例如,土壤中的陽離子(如Ca²⁺、K⁺)可被其他陽離子(如Fe³⁺、Al³⁺)取代,形成動态平衡()。
離子電荷與半徑
環境條件
水質處理
通過離子交換樹脂(如強酸型陽離子樹脂)去除水中的重金屬離子(如Ca²⁺、Mg²⁺),用于飲用水淨化和工業廢水處理(、)。
土壤肥力
土壤膠體通過陽離子交換吸附養分(如K⁺、NH₄⁺),其交換能力決定保肥能力。例如,腐殖質因負電荷多,交換量高于高嶺石()。
常見陽離子的交換能力排序為:
$$ text{Fe}^{3+} > text{Al}^{3+} > text{H}^+ > text{Ca}^{2+} > text{Mg}^{2+} > text{NH}_4^+ > text{K}^+ > text{Na}^+ $$
(來源:)
如需更深入的機理(如樹脂類型、動力學模型),可參考土壤化學或水處理專業文獻。
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