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| 陰離子 | |
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陰離子(英語: anion )，是指原子由於自身的吸引作用從外界吸引到一個或幾個電子使其最外層電子數達到8個或2個電子的穩定結構。
簡介
陰離子是指原子由於外界作用得到一個或幾個電子，使其最外層電子數達到穩定結構。原子半徑越小的原子其得失電子能力越強，金屬性也就越弱。陰離子是帶負電荷的離子，核電荷數=質子數<核外電子數，所帶負電荷數等於原子得到的電子數。[1]
原子失去或獲得電子後所形成的帶電粒子叫離子,例如鈉離子Na+。帶電的原子團亦稱"離子",如硫酸根離子。某些分子在特殊情況下，亦可形成離子。
帶一個或多個負電荷的離子稱為"負離子"，亦稱"陰離子"。
很多陰離子是原子由於自身的吸引作用從外界吸引到一個或幾個電子使其最外層電子數達到8個或2個電子的穩定結構。 半徑越小的原子其吸收電子的能力也就越強，就越容易形成陰離子，非金屬性就越強。 非金屬性最強元素是氟。原子最外層電子數大於4的電子，形成陰離子(非金屬物質顯負價，陰離子用符號"-"表示。)
常見陰離子:氯離子Cl- 硫離子S2- 氫氧根OH-
負離子
負離子就是指空氣中帶負電荷的氧離子，無色無味。它能消除空氣中的污染物質，吸收香煙等物質對人體的危害，它被稱作"空氣維生素"，能促成人體合成和儲存維生素，還能使血中的含氧量增加，有利於新陳代謝。[2]
一般說來，空氣中的負離子含量要達到200個以上，才能維持人體健康需求。空調房內的負離子最低，有時每立方厘米只有20個左右，人會感到頭暈，引發空調病。在門窗緊閉的房間裡，負離子含量可能只有40至50個，會讓人失眠或神經衰弱，昏昏欲睡，鼻子發癢。
所謂的離子是帶有電氣的原子，帶有正電的叫正離子，帶有負電荷的叫負離子，多是指水蒸氣、氧分子等。負離子的形成是許多微粒物質經過空氣磨擦， 讓原子中的電子被迫轉移而形成帶電離子，比如瀑布，水從高處往下落下時會產生撞擊而產生負離子。自然界中，負離子含量最高的地方都是我們嚮往的度假聖地，如森林裡、瀑布旁、大海邊，因此負離子被譽為"空氣維生素"。
小粒徑負離子
當我們在空調房或超潔淨的實驗室內頭昏腦漲的時候，來到森林或海邊立感神清氣爽，這就是自然界看不到摸不着無色無味的負氧離子的作用。
清華大學博導、中科院專家林金明教授所著的《環境健康與負氧離子》一書中如下定義:
空氣的正、負離子，按其遷移率大小可分為大、中、小離子。對人體有益的是小離子，也稱為輕離子，其具有良好的生物活性。只有小離子或小離子團才能進入生物體。
空氣的正、負離子，按其遷移率大小可分為大、中、小離子。離子遷移率大於0.4c㎡/(V`s)為小離子，小於0.04/(V`s)為大離子，介於兩者之間則為中離子。接近分子大小的荷電原子團或分子團，都屬於小的空氣離子。這些小的空氣離子具有高的運動速度，在大氣中互相碰撞，又不斷聚集，形成大離子或中離子。只有小離子、或稱之為小離子團才能進入生物體。而其中的小負氧離子、或稱之為小負氧離子團，則有良好的生物活性。
離子在單位強度(V/m)電場作用下的移動速度稱之為離子遷移率，它是分辨被測離子直徑大小的一個重要參數。空氣離子直徑越小，其遷移速度就越快。離子遷移率是表達被測離子大小的重要參數。離子運動速度與離子直徑成反比，而離子遷移率與離子運動速度成正比，故離子遷移率與離子直徑成負比。
特性
粒徑小
2.活性高
3.擴散距離遠
4.抗氧化性:負離子 的抗氧化性是一種基本化學原理，化學反應就是電子層上電子的交換，失去電子的分子(團)或原子顯示正電性叫正離子，獲得多餘電子的分子(團)或原子顯示負電性叫負離子。負離子帶有負電位，即有多餘的電子，可以補充給老化細胞或血球電子。
在生物體內，脂質的電子被搶奪，會氧化成老年斑;蛋白質的電子被搶奪，細胞功能將失常;基因的電子被搶奪，就會得癌症。在生物體內，這種搶奪電子的物質被稱為"自由基"，從量子醫學層次講，電子被搶奪是萬病之源。氧離子帶有負電位，即有多餘的電子，電子補充給自由基後，自由基被還原即消除了自由基，而自身轉變為氧分子O2。
生態級負離子
生態級負離子是一種等同於大自然的空氣負離子，也叫輕離子或小離子，具有活性高、遷移距離遠的特點。
空氣負離子按其遷移距離和粒徑大小分為:大、中、小三種離子。對人有益的是小離子，也稱為輕離子，其具有良好的生物活性只有小離子或稱之為小離子團才能進入生物體。
醫學研究表明:對人體有醫療保健作用的是生態負離子。因為只有生態負離子才易於透過人體的血腦屏障，發揮其生物效應。大自然中的空氣負離子之所以造就眾多長壽村，是因為生態負離子比例高，生態負離子由於活性高、遷移距離遠從而在長壽地區上空形成負離子浴環境。
空氣淨化
科學實驗表明，負離子 具有極佳的空氣淨化效果，這主要表現在以下兩方面:首先，針對室內"霧霾"(吸煙所產生的尼古丁煙鹼、室內打掃揚塵、廚房烹飪油煙等有害PM2.5懸浮顆粒物)，負離子可以憑藉自身多餘的負電荷與之進行電子交換，PM2.5因帶點屬性不同而相互吸引粘附，最終發生中和沉降，消煙除塵的功效立竿見影。
此外，負離子在消除PM2.5的同時還能降解甲醛、苯等裝修污染物，沒有二次污染，更安全。 負離子作為氣體形態存在決定了其自身的擴散性，如果是小粒徑負離子，那麼負離子的作用將得到最大發揮，其通過自身的分子動能便能實現向遠距離遷移，實現對居室的零死角覆蓋，居室空氣被徹底淨化，使人足不出戶便能享受生態呼吸。
療養保健
醫學研究顯示，空氣負離子被譽為空氣中的維生素，能夠促進人體生長發育，預防多種疾病，特別是對解除支氣管平滑肌痙攣、緩解哮喘症狀有明顯功效，並對上呼吸道感染、萎縮性鼻炎等疾病有緩解作用。
高濃度、小粒徑負離子具有消殺空氣中自然菌的功能，可以高效地預防疾病交叉感染。高濃度、小粒徑的負離子不但可以有效清除室內PM2.5;消毒空氣;中和甲醛、苯等有害化學物質，還可以提高在校師生的免疫力、記憶力、注意力。促進學生智力發育和身體成長。
實驗表明，吸入空氣負離子 可以增強意識行為的正常生理節律，加快單純時間反應，提高大腦及馬海中鋅含量，調節大腦5-HT消長，進而收到增進學習記憶、提高學習工作能力、減少錯誤率、快速恢復疲勞等良好收益。
PAM
陰離子聚丙烯酰胺(APAM)是水溶性的高分子聚合物， 主要用於各種工業廢水的絮凝沉降，沉澱澄清處理，如鋼鐵廠廢水，電鍍廠廢水，冶金廢水，洗煤廢水等污水處理、污泥脫水等。還可用於飲用水澄清和淨化處理。由於其分子鏈中含有一定數量的極性基團，它能通過吸附水中懸浮的固體粒子，使粒子間架橋或通過電荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物，故可加速懸浮液中粒子的沉降，有非常明顯的加快溶液澄清，促進過濾等效果。
功能特點
陰離子聚丙烯酰胺，由於它具有:
1、 澄清淨化作用;
2、 沉降促進
3、 過濾促進作用;
4、 增稠作用及其它作用。
在廢液處理、污泥濃縮脫水、選礦、洗煤、造紙等方面，能夠充分滿足各種領域的要求。
洗煤廢水處理方案:
選煤廠對煤泥水的處理一般情況下採用"旋流器-濃縮機-壓濾機(煤泥沉澱池)"處理工藝。一般情況下都是採購機高分子絮凝劑(聚丙烯酰胺)。高分子絮凝劑與煤泥微粒或煤泥膠體接觸作用，中和了煤泥表面的電性，降低表面能，使煤泥微粒凝聚沉澱。聚丙烯酰胺的分子量一般在百萬之間，不同粒度組成的煤泥水要選用不同分子量的絮凝劑。
聚丙烯酰胺可以分為陰離子型聚丙烯酰胺，陽離子聚丙烯酰胺和非離子型聚丙烯酰胺三種類型。在使用聚丙烯酰胺進行水處理的時候，要保證類型與煤泥水的pH值相吻合，陰離子聚丙烯酰胺的適於偏鹼性煤泥水，陽離子聚丙烯酰胺的適於偏酸性煤泥水，陰離子型和陽離子型聚丙烯酰胺混合使用，煤泥水絮凝沉澱效果更好。
特點:
1、 水溶性好，在冷水中也能完全溶解。
2、 添加少量本陰離子聚丙烯酰胺產品，即可收到極大的絮凝效果。一般只需添加0.01~10ppm(0.01~10g/m3)，即可充分發揮作用。
3、 同時使用陰離子聚丙烯酰胺產品和無機絮凝劑(聚合硫酸鐵，聚合氯化鋁，鐵鹽等)，可顯示出更大的效果。
用途
1)用於污泥脫水根據污泥性質可選用本產品的相應型號，可有效在污泥進入壓濾之前進行污泥脫水，脫水時，產生絮團大，不粘濾布，壓濾時不散，流泥餅較厚，脫水效率高，泥餅含水率在80%以下。
2)用於生活污水和有機廢水的處理，本產品在配性或鹼性介質中均呈現陽電性，這樣對污水中懸浮顆粒帶陰電荷的污水進行絮凝沉澱，澄清很有效。如生產糧食酒精廢水，造紙廢水，城市污水處理廠的廢水，啤酒廢水，味精廠廢水，製糖廢水，有機含量高 廢水、飼料廢水，紡織印染廢水等，用陽離子聚丙烯酰胺要比用陰離子、非離子聚丙烯酰胺或無機鹽類效果要高數倍或數十倍，因為這類廢水普遍帶陰電荷。
3)用於以江河水作水源的自來水的處理絮凝劑，用量少，效果好，成本低，特別是和無機絮凝劑複合使用效果更好，它將成為治長江、黃河及其它流域的自來水廠的高效絮凝劑。
4)造紙用增強劑及其它助劑。提高填料、顏料等存留率、紙張的強度。
5)用於油田經學助劑，如粘土防膨劑，油田酸化用稠化劑。
6)用於紡織上漿劑、漿液性能穩定、落漿少、織物斷頭率低、布面光潔。
陰離實驗
實驗目的
熟悉常見陰離子的性質
掌握常見陰離子的分離方法
實驗原理
常見陰離子有以下13種:SO42-、SiO32-、PO43-、CO32-、SO32-、S2O32-、S2-、Cl-、Br-、I-、NO3-、NO2-、Ac-
在陰離子中，有的遇酸易分解，有的彼此氧化還原而不能共存。故陰離子的分析有以下兩個特點:
陰離子在分析過程中容易起變化，不易於進行手續繁多的系統分析。
陰離子彼此共存的機會很少，且可利用的特效反應較多，有可能進行分別分析。
在陰離子的分析中，主要採用分別分析方法，只有在鑑定時，在某些陰離子發生相互干擾的情況下，才適當採取分離手段。但採用分別分析方法，並不是要針對所研究的全部離子逐一進行檢驗，而是先通過初步實驗，用消去法排除肯定不存在的陰離子，然後對可能存在的陰離子逐個加以確定。
初步實驗
1 沉澱實驗
(1) 與 BaCl2的反應
在13支離心試管中分別滴加SO42、SiO32、 PO43-、SO32-、 CO32-、 S2O32、S2-、Cl- 、Br-、I-、NO3-、NO2-、Ac-,各2滴，然後滴加一滴0.5M BaCl2。
反應方程式:
1) Ba2++ SO42-=BaSO4↓(白)
BaSO4↓+HCl=
2) Ba2++ SiO32-=BaSiO3↓(白)
BaSiO3+2HCl=H2SiO3↓(膠狀)+BaCl2
3) 3 Ba2++2 PO43-=Ba3(PO4)2↓(白)
Ba3(PO4)2+3 HCl= BaCl2+H3PO4
4) Ba2++ CO32-=BaCO3↓(白)
BaCO3+2 HCl= BaCl2+H2O+CO2↑
5) Ba2++ SO32-=BaSO3↓(白)
BaSO3+2HCl= BaCl2+H2O+SO2↑
6) Ba2++ S2O32-=BaS2O3 ↓(白)
BaS2O3+2 HCl= BaCl2+H2O+SO2↑+S↓
而S2-、、Br-、I-、NO3-、NO2-、Ac-中加入BaCl2後無現象。
與AgNO3的反應
反應方程式:
7) 2Ag++ SO42-=Ag2SO4 ↓(白)
Ag2SO4+HNO3=
8)2Ag++ SiO32-=Ag2SiO3 ↓(白)
Ag2SiO3+2HNO3=H2SiO3+2AgNO3
9)3 Ag++ PO43-=Ag3PO4 ↓(黃)
Ag3PO4+3 HNO3= AgNO3+ H3PO4
10)2Ag++ CO32-=AgCO3 ↓(白)
AgCO3+2HNO3=2AgNO3+H2O+CO2↑
11)2Ag++ SO32-=Ag2SO3 ↓(黃)
Ag2SO3+2HNO3=2AgNO3+H2O+ SO2↑
12)2Ag++ 2S2-=Ag2S↓(黑)
13)Ag++ Cl-=AgCl↓(白)
AgCl+ HNO3=
14)Ag++ Br-=AgBr↓(黃)
AgBr+ HNO3=
15)Ag++ I-=AgI ↓(黃)
AgI+ HNO3=
其它離子如NO3-、NO2-、Ac-無明顯現象。
2 揮發性實驗
待檢離子:SO32-、 CO32-、 S2O32、S2-、NO2-
反應方程式:
16)2H++ CO32-= H2O+CO2↑
17) 2H++ SO32-= H2O+SO2↑
18) 2H++ S2O32-= H2O+SO2↑+S↓(黃)
19) 2H++ S2-= H2S↑
20) 2H++ NO2-=NO↑+ H2O
3 氧化還原性試驗
氧化性試驗
21) 2I-+ 4H++ 2NO2-= 2NO↑+ 2H2O+I2
其餘離子無明顯現象。
還原性試驗
KMnO4試驗
22)2MnO4-+ 5SO32- + 6H+ =2Mn2++ 5SO42- +3H2O
23) 4MnO4-+ 5S24O32-+ 9H+= 10SO42-+4Mn2++18H2O
24) 2MnO4-+ 10Br-+ 16H+ =2Br2+2Mn2++8H2O
25) 2MnO4-+ 10 I-+ 16H+ =2I2+2Mn2++8H2O
26) 2MnO4-+ 5NO2-+ 16H+= 5NO3-+2Mn2++8H2O
27) 2MnO4-+ 10Cl-+ 16H+=5Cl2+2Mn2++8H2O
28) 2 MnO4-+ 5S2-+ 16H+ = 5S↓(黃)+2Mn2++8H2O
其餘離子無明顯現象
I2-澱粉試驗
I2 + S2- = 2I- + S↓
I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62
H2O + I2 + 2SO32- = 2H+ + 2I- + SO42
注意事項
在觀察BaS2O3沉澱時，如果沒有沉澱， 應用玻璃棒摩擦試管壁， 加速沉澱生成。
注意觀察Ag2S2O3在空氣中氧化分解的顏色變化。
在還原性試驗時一定要注意， 加的氧化劑KMnO4和I2-澱粉的量一定要少， 因為陰離子的濃度很低。如果氧化劑的用量較大時，氧化劑的顏色變化是不容易看到的。