分离分析化学5-1 离子交换分离法.ppt

5.1 离子交换树脂的概念 5.4离子交换的基本理论 5.5离子交换实验技术 树脂动态预处理 树脂静态预处理 离子交换树脂的再生 5.7 离子交换膜和电渗析 5.7.1 离子交换膜 离子交换膜法电解原理示意图 5.7离子交换膜和电渗析 10.1 离子交换膜 5.7.2 电渗析制备无盐水 离子交换树脂再生的注意事项 进完酸或碱时一定要把酸碱经过的管道冲洗干净，以防存酸存碱，影响电导率。 把再生泵冲洗干净，以备下次使用。 5.5.2仪器装置 不同类型的离子交换柱 在柱上加压或减压的不同类型的装置 5.5.3洗脱展开技术 始漏量 当交界层底部到达交换层底部的这一点称为始漏点。此时的交换量为始漏量 影响始漏量的因素 离子交换亲和力大，交界层较薄，始漏量较大； 交换剂颗粒较细，交换速度快，交换过程达到平衡较快，始漏量较大； 温度较高，使交换作用进行较快，始漏量较大。 离子交换层析法 影响洗脱因素: 颗粒大小 洗脱剂浓度 流速 洗脱方式： 简单洗脱 分步洗脱 梯度洗脱 5.6应用 水的净化 1.无盐水制备 5.4.1 离子交换的热力学过程 5.4.2 离子交换动力学过程 5.4.3 离子交换层析理论 5.4.4 离子交换分离方式 5.4.1离子交换的热力学过程 平衡常数（选择系数） 分别表示离子交换剂中两种离子的浓度； 分别表示溶液中两种离子的浓度。 一定条件下，K值的大小表示离子交换剂对B离子的交换能力的强弱，既树脂对离子亲和力的大小。 某离子Bn+和离子交换剂进行交换反应达到平衡后， Bn+ 离子在离子交换剂相浓度和液相中浓度之比值称为该离子的分配系数 分配系数D 分离因子α 两种离子的分配系数之比 2.0g H+式离子交换剂，与100mL 0.10mol.L-1HCl并含有0.0010mol.L-1Ca2+的溶液一起震荡，计算交换达到平衡时，钙残留于溶液中的百分率．已知交换平衡常数Kc= 3.2．交换剂上浓度用mmol.g-1表示，溶液浓度用mmol.mL-1表示，交换剂交换容量为5mmol.g-1。 解：Ca2+带两个正电荷，因此与阳离子交换剂发生离子交换时，1mol交换下来2molH+，假定大部分Ca2+都进入离子交换剂，设Ca2+和H+在交换剂和溶液中的浓度分别为[Ca2+]r,[H+]r,[Ca2+],[H+]。 交换剂中[H]r为 [H+]r = (5.0×2.0-0.0010×100×2)/2.0 = 4.9(mmol) 溶液中的H+浓度为 [H+] = 0.10+2×0.0010 = 0.102(mmol.mL-1) 已知交换平衡常数Kc= 3.2，即 Kc= [Ca2+]r [H+]2/[Ca2+][H]2r = 3.2 Ca2+在交换剂相和溶液相间的分配系数Kd 为 Kd =[Ca2+]r /[Ca2+] = Kc[H]2r /[H+]2 = 3.2×(4.9)2/(0.102)2 = 7.4×103 溶液体积为100mL，交换剂质量为2.0g，因此残留于溶液中Ca的百分率为 溶液中钙／交换剂上钙　＝　1×100/（7.4×103×2.0） = 1/148 钙残留在溶液中百分率　＝　1/(148+1) ×100% = 0.67% 交换的选择性 离子半径 离子半径小，水合离子半径大，其亲和力小； 弱酸性阳离子交换剂中交换基团上的静电场引力强，它将和水分子竞争阳离子，结果它从水合离子中夺取阳离子并与之结合,离子裸半径最小的离子结合能最大,离子交换亲和力最大 强酸性阳离子交换剂中交换基团上的静电场引力较弱, 水合离子最小的离子结合能最大,离子交换亲和力最大。 离子化合价 离子交换剂与各种水合离子的结合力是与离子的电荷量成正比，所以，离子所带电荷增加，亲和力强，离子交换剂的选择性高。 交换的选择性 交换的选择性 离子交换剂的交联度 当交联度增加时，离子交换剂的膨胀度降低，水的含量也降低。结果，离子交换剂相的浓度增加。 对于无机离子交换，当交联度增加时，使平衡常数k增大，选择性提高。 对于有机离子交换，对交联度较低的离子交换剂具有正常的亲和力顺序，但是，对交联度高的交换剂，由于空间位阻作用，这种顺序就反转过来。 交换的选择性 离子交换剂与样品的分子间力 某种离子与离子交换剂的活性基团形成分子间力的能力越强，这种离子对离子交换剂的亲和力也越强，选择性高。 阳离子交换剂对有机碱的选择性是p