《離子交換分離法》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 陽離子交換劑只與陽離子交換， 陰離子交換劑只與陰離子交換。 ?唐南理論認(rèn)為質(zhì)量作用定律也適用于離子交換過程 ， ? [H+]內(nèi) [Cl]內(nèi) =[H+]外 [Cl]外 ?又因為膜的兩邊的電荷是中性的 。 ? 溶脹之后的離子交換樹脂的顆粒內(nèi)部看作是一滴濃的電解質(zhì)溶液； ? 樹脂顆粒和外部溶液之間的界面可以看作是一種半透膜，膜的一邊是樹脂相，另一邊為外部溶液。 如 R–SO3H，交換容量為 （干樹脂），轉(zhuǎn)化成Na型即 R–SO3Na，交換容量為 （干樹脂） 2．交換容量及化學(xué)穩(wěn)定性 ?工作交換容量：指在一定工作條件下 樹脂所能發(fā)揮的交換容量。表征 離子交換樹脂進(jìn)行離子交換反應(yīng)的性能。 ?離子交換樹脂的分類 （ 1）強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂 － SO3H （ 2）弱酸性陽離子交換樹脂 － COOH － OH （ 3）強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂 － N（ CH3） 3Cl （ 4）弱堿性陰離子交換樹脂 － NH（ CH3） 2OH － NH2 （ CH3） OH （四）離子交換樹脂的化學(xué)特性 1．酸堿性 離子交換樹脂是聚電解質(zhì)，其功能團(tuán)釋出 H+或OH–能力的不同表示它們的酸堿性。 樹脂膨脹與下列因素有關(guān)： （ 1）可交換基因性質(zhì)，易電離，水合程度高則膨脹程度高。對凝膠型樹脂，交聯(lián)度對含水量的影響比較大。 ?多數(shù)通用的樹脂產(chǎn)品的有效粒徑在 ～。均一系數(shù)越接近 1，表明樹脂顆粒越均勻。纖維交換劑是開放性的長鏈，具有表面積大、孔隙寬松、穩(wěn)定性高，交換速度快、容易洗脫、分離能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 如 TBP（磷酸三丁酯）萃淋樹脂，可用于處理工業(yè)廢水中的六價鉻離子等。 2．離子交換樹脂的分類 （ 2） 最常用的分類是 依據(jù)樹脂離子交換功能團(tuán)分。相反，交聯(lián)度大，網(wǎng)眼小，交換的選擇性高，機(jī)械強(qiáng)度高，但對水的溶脹性能差，交換速度慢。因此，把二乙烯苯稱為交聯(lián)劑。適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)大規(guī)模分離要求，也適合實(shí)驗室超微量物質(zhì)的分離。 是利用合成的離子交換樹脂作為洗著劑，將溶液中的物質(zhì)依靠庫侖力吸附在樹枝上，然后用適合的洗脫劑將吸附物從樹脂上洗脫下來，達(dá)到分離、濃縮、提純的目的。適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)大規(guī)模分離要求，也適合實(shí)驗室超微量物質(zhì)的分離。 ?無機(jī)離子交換劑在應(yīng)用中的缺點(diǎn)又使得，陽、陰離子交換樹脂的出現(xiàn)。 第五章、離子交換分離法 內(nèi) 容 （一）離子交換分離法概述 （二）離子交換劑 （三）離子交換樹脂的物理性能 （四）離子交換樹脂的化學(xué)特性 （五） 離子交換實(shí)驗技術(shù) （六） 應(yīng)用 （一）離子交換分離法概述 ?古時候人們就已經(jīng)知道了用砂粒來凈化水。 ?什么是分配系數(shù) K？什么是移動速率 Rf？組分隨流動相移動速率的大小與 K有何關(guān)系？ 分配系數(shù) K：當(dāng)溶質(zhì)在兩種不相混溶的溶劑中達(dá)到平衡時，溶質(zhì)在兩種溶劑（即兩相）中的濃度比值為一常數(shù)，稱做分配系數(shù)。 ???固 定 相 ： 固 體 吸 附 劑流 動 相 ： 即 洗 脫 劑 。? ?按兩相所處狀態(tài)分類 流動相 液體 氣體 固定相 液體 液 液層析法 氣 液層析法 固體 液 固層析法 氣 固層析法 第四章 色層分析法 ? 2. 按固定相的使用形式（即實(shí)驗技術(shù)）分： ? 柱層析、紙上層析、薄層層析 ? 3. 按分離原理分為（即物理化學(xué)性質(zhì)）： ? 吸附層析、分配層析、離子交換層析、凝膠 過濾、其它層析（如親和層析）等。 紙上層析的展開方式可分為三種： ⑴ 上升法（上行法） ⑵ 下降法（下行法） ⑶ 環(huán)行法（水平法） 柱層析 一、吸附柱層析 1. 原理 吸附柱層析是利用吸附劑對混合試樣各組分的吸附力不同而使各組分分離。 二、分配柱層析 分配層析是根據(jù)混合物中各組分在兩種不相混溶的溶劑間溶解度（即分配系數(shù)）的不同，使各組分得以分離。 ?在分配的各組分中，某組分 K↗ ，則固定相中濃度 C固 ↗ ， ? C流 ↘ ，后出柱。 ? 1903年，哈姆斯和呂普勒報道了硅酸鋁鹽離子交換劑的合成 ?接著甘斯首先把天然的和合成的硅酸鹽應(yīng)用于工業(yè)軟水和糖的凈化中。 幾乎所有無機(jī)離子以及許多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性質(zhì)相似的有機(jī)化合物都適用。 ② 原理 離子交換分離法是基于物質(zhì)在固相與液相之間的分配。 ③應(yīng)用：離子交換法分離對象廣，幾乎所有無機(jī)離子以及許多結(jié)構(gòu)復(fù)雜性質(zhì)相似的有機(jī)化合物都適用。目前最常用的離子交換樹脂是苯乙烯 — 二乙烯苯的聚合物，示意圖為： CH =C H 2+CH =C H 2CH =C H 2CH 2 C H 2 C H 2 C H 2 CH 2 C H 2CH 2 CH 2CH 2 CH 2CH 2 CH 2CH 2 CH 2CH 2 CH 2 CH 2 CH 2CH 2 CH 21．離子交換樹脂的結(jié)構(gòu) （ 2） 交聯(lián)劑：由于二乙烯苯的加入，致使長鏈的聚苯乙烯構(gòu)成了立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 其中交聯(lián)度的影響有： （ 1）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的緊密度 （ 2）孔徑大小 （ 3）交換速度 （ 4）選擇性
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