離子交換分離法ppt課件-文庫吧資料
2025-05-18 12:41本頁面
【正文】 + Na+ = ResinSO3 Na + H+ ResinSO3Na + H+ = ResinSO3 H + Na+ 陰離子交換反應(yīng)： ResinN(CH3)+ 3OHˉ+ Clˉ = N(CH3) +3 Clˉ + OHˉ ResinN(CH3) +3 Clˉ + OHˉ = N(CH3) +3 OHˉ + Clˉ 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。 ? 即陽離子可以進入陽離子交換樹脂中進行交換 ， 陰離子則不能 ， 這就是唐南規(guī)則 。 ?唐南理論認為質(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 。 ?如果將 H+型陽離子交換樹脂浸入于 HCl溶液中，則樹脂上電離出來的 H+可以透過半透膜擴散進入外部溶液， ?而外部溶液中的 H+和 Cl也可以擴散透過半透膜進入樹脂相。 ? 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。 3．交換容量的測定 陽離子交換樹脂交換容量的測定步驟： 稱取干燥的氫型陽離子交摸樹脂 1g（準確至 ）， 置入 250ml干燥的錐形瓶中， 加入 . 1 mol/LNaOH標準溶液， 密閉，靜置 12h后 , 移取上清液 , 加 23滴酚酞指示劑， 用 ： ? ? ? ? ? ?干燥樹脂質(zhì)量交換容量 H C lN A O H CV－CVgm m o l 4/ ?4．例 題 ? 稱取 OH－ 型陰離子交換樹脂，置入干燥的錐形瓶中，加入 mol/L HCl標準溶液 ，密閉，放置過夜。 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。 它是由樹脂中功能基含量所決定的。表征 離子交換樹脂進行離子交換反應(yīng)的性能。不同類型離子交換樹脂的有效 pH范圍。 ?離子交換樹脂的分類 （ 1）強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特性 1．酸堿性 離子交換樹脂是聚電解質(zhì)，其功能團釋出 H+或OH–能力的不同表示它們的酸堿性。 （ 3）外部溶液性質(zhì)。 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。 視體積 V視 將含平衡水的樹脂裝入量筒，敲擊振動使體積達極小，得樹脂空間體積，即為視體積 V視 。對凝膠型樹脂，交聯(lián)度對含水量的影響比較大。 2．含水量 定義：樹脂顆粒在水中吸收水分達到平衡后用離心法在規(guī)定轉(zhuǎn)速和時間內(nèi)除去外部水分，得到含平衡水的濕樹脂，然后 105oC烘干，比較烘干前后的重量，即得到平衡含量占濕樹脂的重量百分數(shù)，這就是含水量。 ?多數(shù)通用的樹脂產(chǎn)品的有效粒徑在 ～。 ?―目” 是指每平方英寸篩網(wǎng)上的空眼數(shù)目， ? 50目就是指每平方英尺上的孔眼是 50個， ? 500目就是 500個，目數(shù)越高，孔眼越多。均一系數(shù)越接近 1，表明樹脂顆粒越均勻。 （三） 離子交換樹脂的物理性能 1．粒度 ① 有效粒徑： 是指篩分樹脂時， 10%體積的樹脂顆粒通過，而 90%體積的樹脂顆粒保留的篩孔直徑。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、分離能力強等特點。因在適當?shù)姆磻?yīng)條件下它們能與其他分子或離子發(fā)生可逆的電子得失反應(yīng)，故又稱電子交換樹脂。 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。如：國產(chǎn) 401型是屬于氨羧基［－ N(CH2COOH)2］ ● 大孔樹脂：比一般的樹脂有更多、更大的孔道 ,比表面積大，離子容易遷移擴散 ,富集速度快 ,耐氧化、耐磨、耐冷熱變化等 ,具有較高的穩(wěn)定性。 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分。 大孔型 （孔徑為 20— 100nm)。相反，交聯(lián)度大，網(wǎng)眼小，交換的選擇性高，機械強度高，但對水的溶脹性能差，交換速度慢。一般交聯(lián)度為 4—14，常見為 8。因此，把二乙烯苯稱為交聯(lián)劑。 1．離子交換樹脂的結(jié)構(gòu) （ 1） 離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)可分為 骨架 （基體） 以及 離子交換功能團 ，其中骨架是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子聚合物。適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)大規(guī)模分離要求，也適合實驗室超微量物質(zhì)的分離。 ②特點：吸附的選擇性高，適應(yīng)性強，處理對象廣，分離容易，使用設(shè)備簡單。 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，達到分離、濃縮、提純的目的。 離子交換樹脂遇水溶液時，能夠從水溶液中吸著某種 (類 )離子，而把本身所具有的另外一種相同電荷符號的離子等摩爾量地交換到溶液中去，這種現(xiàn)象稱為離子交換。適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)
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