離子交換平衡英文解釋翻譯、離子交換平衡的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 ion-exchange equilibrium

分詞翻譯：

離子交換的英語翻譯：

【化】 ion (ic) exchange

平衡的英語翻譯：

balance; counterpoise; equation; equilibrium; equipoise; poise; standoff
【計】 balancing; equalization
【化】 equilibrium
【醫】 balance; bilanz; equilibration; equilibrium
【經】 balancing; counterbalance; equalization; equilibrium; in balance; level

專業解析

離子交換平衡（Ion Exchange Equilibrium）指在離子交換過程中，當溶液中的離子與交換劑（如樹脂）上的可交換離子達到動态平衡時的狀态。此時，離子在溶液相和固相（樹脂）之間的交換速率相等，體系中各離子濃度不再隨時間變化。該過程遵循質量作用定律和熱力學平衡原理，常用選擇性系數或平衡常數定量描述特定離子對的交換傾向性。

在化學工程與水處理領域，離子交換平衡是實現水質軟化、重金屬去除及放射性核素分離的關鍵理論基礎。例如，在鈉型陽離子樹脂（R-Na）與水中鈣離子（Ca²⁺）的交換反應中，平衡關系可表示為：

2text{RNa} + text{Ca}^{2+} rightleftharpoons text{R}_2text{Ca} + 2text{Na}^+

其平衡常數表達式為：

K = frac{[text{R}_2text{Ca}][text{Na}^+]}{[text{RNa}][text{Ca}^{2+}]}

式中濃度需根據樹脂相與溶液相分别計算，實際應用中需結合Donnan膜平衡理論修正。

英漢術語對照解析

Ion Exchange（離子交換）：帶電粒子在固液兩相間的置換過程
Equilibrium（平衡）：動态穩定狀态，淨交換速率為零
Selectivity Coefficient（選擇性系數）：反映樹脂對特定離子的親和力強弱
Exchange Capacity（交換容量）：單位樹脂可交換的離子總量，單位為mmol/g

該平衡受溫度、離子濃度及價态影響。高價離子（如Ca²⁺）通常比單價離子（如Na⁺）更易被樹脂吸附，但在高濃度單價離子存在時，平衡會向逆反應方向移動（濃度效應）。工業應用中需通過等溫線實驗測定具體體系的平衡參數，以優化樹脂再生周期與工藝設計。

權威參考來源：

美國化學會《工業與工程化學研究》期刊對離子交換熱力學的論述（ACS Publications）
清華大學《環境工程原理》教材第七章"離子交換技術"（高等教育出版社）
國際水協會(IWA)出版《水處理手冊：原理與實踐》第5版
羅門哈斯公司技術手冊《離子交換樹脂選擇性與平衡特性》

網絡擴展解釋

離子交換平衡是化學中描述離子交換反應達到動态平衡狀态的概念，常見于離子交換樹脂與溶液之間的相互作用。以下是關鍵要點：

1.基本定義

離子交換平衡指溶液中的離子與固體交換劑（如樹脂）表面的可交換離子發生可逆反應時，正、逆反應速率相等，系統内各離子濃度不再隨時間變化的狀态。例如，鈉型樹脂（R-Na）與溶液中的Ca²⁺交換時，反應為：
$$2text{R-Na} + text{Ca}^{2+} rightleftharpoons text{R}_2text{Ca} + 2text{Na}^+$$
當達到平衡時，樹脂與溶液中離子的濃度比趨于穩定。

2.平衡常數與選擇性

平衡狀态可通過選擇性系數（(K{text{sel}})）描述，反映交換劑對不同離子的親和力。例如，若樹脂更易吸附Ca²⁺而非Na⁺，則(K{text{sel}} = frac{[text{R}_2text{Ca}][text{Na}^+]}{[text{R-Na}][text{Ca}^{2+}]})。
選擇性受離子電荷、半徑及溶液pH影響，通常高價、小半徑離子更易被吸附。

3.影響因素

濃度：溶液中某離子濃度升高會推動交換向相反方向進行（勒夏特列原理）。
溫度：升溫可能改變樹脂的溶脹度，影響平衡位置。
樹脂結構：交聯度高的樹脂對較大離子吸附能力較弱。

4.應用領域

水處理：軟化硬水（去除Ca²⁺、Mg²⁺）。
化學分離：稀土元素提純、藥物成分富集。
催化：離子交換樹脂作為催化劑載體。

5.平衡動力學

達到平衡的時間取決于樹脂顆粒大小、溶液攪拌速度及溫度。微孔樹脂通常需要數小時至數天才能完全平衡。

若需進一步了解實驗測定方法或具體工業案例，建議查閱《離子交換技術手冊》或分析化學教材中的相關章節。