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电渗析法是利用电渗析进行提纯和分离物质的技术。在电场作用下,溶液中的带电的离子通过离子交换膜发生迁移的现象称为电渗析。电渗析法在工业生产中有很多应用,如海水淡化、酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。
我们以海水淡化为例,来了解一下电渗析法工作的原理。
下图1是电渗析法淡化海水装置的示意图,由阳离子交换膜、阴离子交换膜将装置分隔为阴极区(左侧区域)、阳极区(右侧区域)和淡化区(中间区域)。工作时,将海水注入三个区域中,接通电源后,阴极发生电极反应为2H++2e-→H2↑,由于该区域H+放电造成正电荷减小,因此淡化区海水中的Na+会穿过阳离子交换膜移动至阴极区;阳极发生的电极反应为2Cl--2e-→Cl2↑(实验生产中由于海水中Cl-浓度较小,故常为OH-放电生成O2),这样会造成阳极区负电荷减小,因此促使淡化区海水中的Cl-穿过阴离子交换膜移动至阳极区(过程如下图2所示)。这样,中间淡化区域的海水中的盐分含量逐渐降低,达到海水淡化的目的。
所以,问题中“电渗析法属于电解”这个观点是正确的,正是由于阴阳两极所发生的氧化还原反应才造成了淡化区离子的移动。
实际生产应用中,电渗析设备并不是只由一对阴、阳离子交换膜所组成,因为这样做效率很低,而是采用较大数量交换膜对(如下图3所示),因而大大提高效率。
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