离子交换树脂的选择性

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1、第六节离子交换亲和力离子交换反应和其他化学反应一样,完全服从质量作用定律。离子交换亲和力，就是离子交换树脂对离子的吸着能力。树脂对离子亲合力的大小，与离子的水合离子半径大小和带电荷的多少有关。离子的水化程度直接正比于离子的电荷或价态，反比于离子的半径。所以离子交换亲和力正比于离子所带电荷，而反比于水和离子的半径。经实验证明，在低浓度、常温下，离子交换树脂对不同离子的亲合力顺序有下列规律。1.不同价态的离子，电荷越高亲合力越大Th4+＞A13+＞Ca2+＞Na+2.相同价态离子的亲合力顺序．Ag+＞Cs+＞Rb+＞K+＞NH4+＞Na+＞H

2、+>Li+Ba2+＞Pb2+＞Sr2+＞Ca2+＞Ni2+＞Cd2+＞Cu2+＞Co2+＞Zn2+＞Mg2+＞UO22+La3+＞Ce3+＞Pr3+＞Eu3+＞Y3+＞Se3+＞A13+(一)强酸性阳离子交换树脂(二)弱酸性阳离子交换树脂与强酸性阳离子交换树脂相同，只是对于H+亲合力大于其他阳离子。(三)强碱性阴离子交换树脂Cr2O72-＞SO42-＞I-＞NO3-＞CrO42-＞Br-＞CN-＞C1-＞OH-＞F-＞Ac-(四)弱碱性阴离子交换树脂OH-＞SO42-＞CrO42-＞NO3-＞AsO43-＞PO43-＞Ac-＞I-＞Br-

3、＞C1-＞F-第七节离子交换动力学离子交换过程分为五个步骤：1被交换的离子从溶液中扩散到离子交换树脂颗粒的表面（外扩散）2被交换的离子，穿过树脂颗粒表面的薄膜而进入树脂颗粒内部，并在树脂颗粒内部扩散，到达交换位置（内扩散）3被交换的离子与树脂上活泼基团中的可交换离子进行离子交换（离子交换）离子交换过程分为五个步骤：4被交换下来的离子由树脂颗粒的内部向颗粒表面扩散（内扩散）5被交换下来的离子，穿过树脂表面的薄膜而进入溶液，并在溶液中进行扩散（外扩散）一、影响外扩散速度的因素1浓度2搅拌速度3温度二影响内扩散速度的因素1浓度2温度3扩散离子的

4、电荷和大小4树脂的交联度5交换容量6树脂颗粒大小7树脂的活泼基团强酸性和弱酸性阳离子交换树脂交换速度的比较平衡达到90%平衡所需的时间RSO3H+KOH2分钟RCOOH+KOH7天RSO3Na+CaCl22分钟RCOONa+CaCl22分钟第八节离子交换的技术一、树脂的选择在化学分析中应用最多的为强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂。生产上出厂的交换树脂颗粒大小往往不够均匀，故使用时应当先过筛以除去太大和太小的颗粒，也可以用水泡胀后用筛在水中选取大小一定的颗粒备用。1树脂的种类2树脂的型式3树脂的粒度4树脂的交联度在分析工作中，为了

5、分离或富集某种离子。一般采用动态交换。这种交换方法在交换柱中进行，其操作过程如下。二、树脂的处理一般商品树脂仍含有一定量的杂质，所以在使用前必须进行净化处理。对强碱性和强酸性阴阳离子交换树脂，通常用4mol/LHCl溶液浸泡1-2天，以溶解各种杂质，然后用蒸馏水洗涤至中性。这样就得到在活性基团上含有可被交换的H+或Cl-的氢型阳离子交换树脂或氯型阴离子交换树脂。如果需要钠型阳离子交换树脂，则用NaCl处理氢型阳离子交换树脂。先浸泡在水中——溶胀后——盐酸浸泡——洗至中性进行离子交换通常在离子交换柱中进行。离子交换柱一般用玻璃制成，装置交换

6、柱时，先在交换柱的下端铺上一层玻璃丝，灌入少量水，然后倾入带水的树脂，树脂就下沉而形成交换层。装柱时应防止树脂层中存留气泡，以免交换时试液与树脂无法充分接触。树脂高度一般约为柱高的90%。为防止加试液时树脂被冲起，在柱的上端亦应铺一层玻璃纤维。交换柱装好后，再用蒸馏水洗涤，关上活塞，以备使用。应当注意不能使树脂露出水面，因为树脂露于空气中，当加入溶液时，树脂间隙中会产生气泡，而使交换不完全。交换柱也可以用滴定管代替。三、仪器装置与装柱三、仪器装置四、柱上操作装柱——交换——洗涤——洗脱（再生）——测定将试液加到交换柱上，用活塞控制一定的流

7、速进行交换。经过一段时间之后，上层树脂全部被交换、下层未被交换，中间则部分被交换，这一段称为“交界层”。随着交换的进行，交界层逐渐下移，至流出液中开始出现交换离子时，称为始漏点(或称穿漏点)，此时交换柱上被交换离子的物质的量数称为始漏量。在到达始漏点时，交界层的下端刚到达交换柱的底部，而交换层中尚有未被交换的树脂存在，所以始漏量总是小于总交换量。五、柱上离子交换的情况五、柱上离子交换的情况始漏曲线中各项代表的物理意义：e为始漏点a代表待交换离子的始漏量b代表离子交换树脂层的总交换容量影响始漏量大小的因素：1.交换树脂颗粒的大小2.交换柱的

8、形状3.溶液的流速4.温度5.溶液的酸度常用的工作条件：树脂粒度为80-120目，柱高为20-40cm，柱内径为0.8-1.5cm，流速为2-5mL/min，在常温下进行交换反应。当交换完毕之