[发明专利]盐溶液分离出碱和酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及领域有电学，电化学特别是将盐溶液分离出碱和酸。氯化钠溶液中含有有Na⁺，Cl⁻， H⁺， OH⁻离子本发明通过电场和离子膜将Na⁺，OH⁻富集到一起形成碱，Cl⁻， H⁺富集到一起形成酸。

背景技术

溶液酸性、中性或碱性的判断依据是：[H⁺]和[OH⁻]的浓度的相对大小．在任意温度时溶液[H⁺]>[OH⁻]时呈酸性，[H⁺]=[OH⁻]时呈中性，[H⁺]<[OH⁻]时呈碱性．但当溶液中[H⁺]、[OH⁻]较小时，直接用[H⁺]、[OH⁻]的大小关系表示溶液酸碱性强弱就显得很不方便．为了免于用氢离子浓度负幂指数进行计算的繁琐，丹麦生物化学家泽伦森在1909年建议将此不便使用的数值用对数代替，并定义为"pH"。数学上定义pH为氢离子浓度的常用对数负值，即：pH=-lg[H⁺].

在标准温度（25℃）和压力下，pH=7的水溶液（如：纯水）为中性，这是因为水在标准温度和压力下自然电离出的氢离子和氢氧根离子浓度的乘积（水的离子积常数）始终是1×10⁻¹⁴，且两种离子的浓度都是1×10⁻⁷mol/L。pH值小说明H⁺的浓度大于OH⁻的浓度，故溶液酸性强，而pH值增大则说明H⁺的浓度小于OH⁻的浓度，故溶液碱性强。所以pH值愈小，溶液的酸性愈强；pH愈大，溶液的碱性也就愈强。

阳离子膜通常是磺酸型的,带有固定基团和可解离的离子如钠型磺酸型:固定基团是磺酸根解离离子是钠离子，阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质,他的高分子母体是不溶解的,而连接在母体上的磺酸集团带有负电荷和可解离离子相互吸引着,他们具有亲水性由于阳膜带负电荷,虽然原来的解离正离子受水分子作用解离到水中,但在膜外我们通电通过电场作用,带有正电荷的阳离子就可以通过阳膜,而阴离子因为同性排斥而不能通过,所以具有选择透过性。

阴离子交换膜是一类含有碱性活性基团，对阴离子具有选择透过性的高分子聚合物膜，也称为离子选择透过性膜。阴离子交换膜由三个部分构成：带固定基团的聚合物主链即高分子基体（也称基膜）、荷正电的活性基团（即阳离子）以及活性基团上可以自由移动的阴离子。

发明内容

氯化钠溶液中含有有Na⁺，Cl⁻， H⁺， OH⁻离子本发明通过电场和离子膜将Na⁺，OH⁻富集到一起形成碱，Cl⁻， H⁺富集到一起形成酸。

如图1所示

线圈1是盐水做成的线圈，放置变化的磁场中产生直流电动势，直流电动势迫使溶液里面的离子定向移动。假设电流方向是顺时针则阳离子顺时针移动，阴离子逆时针移动。则有盐区3的阳离子通过阳离子膜4进入碱区5，水区7的阴离子透过阴离子膜6进入碱区5，水区7的阳离子透过阳离子膜10进入酸区8，盐区2的阴离子通阴离子膜9进入酸区8。经过离子的定向移动和阻拦，使得碱区5的碱不断增加，使得酸区8的酸不断增加。盐区2，盐区3，线圈都是由盐水构成，碱区5由碱液构成，酸区8由酸液构成，水区7由纯水液构成。

线圈1产生直流电压的方法1

如图2是直流变压器的原理图

在U₁的电压作用下，根据电磁感应定律公式 e=-n(dΦ)/(dt) 式中n为线圈匝数，ΔΦ为磁通量变化量，单位Wb ，Δt为发生变化所用时间，单位为s。ε为产生的感应电动势，单位为V。线圈L₂必然感应出与U₁一样变化的感应电压。U₁是个脉动直流L₂必然感应出与U₁一样变化的感应电压。

线圈1产生直流电压的方法2

如图3是直流电动机工作原理图

直流通过电刷和换向器进入转子21的线圈，转子旋转在定子圈23会产生一个有电压波动的直流电。

附图说明

图1是盐溶液分离出碱和酸原理图。

图2直流变压器的原理图。

图3直流电动机工作原理图。

图4是图1的文字说明图。