區分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類,它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進行離子交換。陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類,陰離子樹脂又分為強鹼性和弱鹼性兩類 (或再分出中強酸和中強鹼性類)。
離子交換樹脂對溶液中的不同離子有不同的親和力,對它們的吸附有選擇性。各種離子受樹脂交換吸附作用的強弱程度有一般的規律,但不同的樹脂可能略有差異。主要規律如下: (1) 對陽離子的吸附 高價離子通常被優先吸附,而低價離子的吸附較弱。在同價的同類離子中,直徑較大的離子的被吸附較強。一些陽離子被吸附的順序如下: Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+ (2) 對陰離子的吸附 強鹼性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為: SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH- 弱鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下: OH-> 檸檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3- (3) 對有色物的吸附 糖液脫色常使用強鹼性陰離子樹脂,它對擬黑色素(還原糖與氨基酸反應產物)和還原糖的鹼性分解產物的吸附較強,而對焦糖色素的吸附較弱。這被認為是由於前兩者通常帶負電,而焦糖的電荷很弱。 通常,交聯度高的樹脂對離子的選擇性較強,大孔結構樹脂的選擇性小於凝膠型樹脂。這種選擇性在稀溶液中較大,在濃溶液中較小。
B. 離子交換色譜的原理以及陰陽離子交換樹脂的特性
離子交換樹脂的結構:
離子交換樹脂主要由高分子骨架和活性基團兩部分組成,高分子骨架是惰性的網狀結構骨架,是不溶於酸或鹼的高分子物質,常用的離子交換樹脂是由苯乙烯和二乙烯苯聚合得到樹脂的骨架。
而活性基團不能自由移動的官能團離子和可以自由移動的可交換離子兩部分組成,可交換離子能夠決定樹脂所吸附的離子,比如可交換離子為H型陽離子交換樹脂,那麼這個樹脂能夠吸附的離子,就是H型陽離子,而官能團離子能夠決定樹脂的「酸"、「鹼"性和交換能力的強弱,比如官能團離子是強酸性離子,那麼樹脂就是強酸性離子交換樹脂。
離子交換樹脂的內部結構:
1.凝膠型樹脂是由純單體混合物經縮合或聚合而成的,結構為微孔狀,合成的工藝比較簡單,孔徑大概在1-2nm左右,凝膠型樹脂的操作容量高,產水量高,物理強度好,且再生效率高,被廣泛應用在食品飲料加工,超純水制備,飲用水過濾,硬水軟化,製糖業,制葯等領域。
2.大孔型樹脂的孔徑一般在10nm左右,在樹脂中孔徑是比較大的,所以被稱為大孔型樹脂,且孔徑不會隨著周圍的環境而變化,能夠彌補凝膠型樹脂不能在非水系統中使用的缺點,吸附能力非常強大,不易碎裂,耐氧化好,操作容量高,能夠應用在醫葯領域、除重金屬污染、葯品純化、水處理中除去碳酸硬度、冷凝水精處理等領域。
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C. 鈉型陽離子交換樹脂和氫型陽離子交換樹脂一樣嗎
鈉型和氫型的陽離子交換樹脂是完全不一樣的。
樹脂的離子形式不同版在使用當中差別是完全不同的。比如說鈉權型陽樹脂,主要適用於硬水的軟化去除鈣鎂離子;而氫型的陽樹脂主要適用於純水制備和超純水的制備等。
離子交換樹脂帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。離子交換樹脂的全名稱由分類名稱、骨架(或基因)名稱、基本名稱組成。
氫型陽離子交換樹脂可依活性基(一種官能基)種類不同,分成兩種:
1、強酸性陽離子交換樹脂:強酸性陽離子交換樹脂系因它的活性氫離子在水中很容易解離而得名,其骨架均為聚苯乙烯系統,主要產品是「磺酸型」強酸性陽離易解離而得名,骨架均為聚丙烯酸系統。
2、弱酸性陽離子交換樹脂:弱酸性陽離子交換樹脂則是因它的活性氫離子在水中比較不容顆粒,以淡黃色最常見。主要產品是「羧酸型」弱酸性陽離子交換樹脂,通常顏色較白色或淡黃色球狀子交換樹脂,通常顏色較深,棕黃色至綜色球狀顆粒,以綜色最常見。
D. 怎樣區分陰陽離子交換樹脂
取少量樹脂,在稀NaCl溶液中浸泡,再用試紙測pH,酸性為陽離子交換樹脂,鹼性為陰離子交換樹脂。
E. 如何去正確的分辨陰陽離子交換樹脂
如何鑒別樹脂的類型?
1.首先需要取出未知的樹脂樣品,一般2ml左右即可,放入試專管後,需要將樹脂上屬的水吸去。
2.再使用加入1N HCl 15mL,搖晃1-2分鍾,再將樹脂上方的液體吸去,重復2-3次。
3.再使用水,清洗樹脂,將樹脂上的水吸去。水洗2-3次左右。
4.再加入10%CuSO4溶液5mL,搖晃1分鍾,放置5分鍾左右。
5.這個時候樹脂會兩種不同的變化,一種是顏色變為淺綠色,另外一種變化是顏色不變。
6.如果顏色變為變為淺綠色,則使用5N的氨液2mL,搖晃1分鍾左右,在進行水洗,如果水洗之後變為深藍色,那麼就是強酸性陽離子樹脂,如果水洗後顏色不變,就是弱酸性陽離子樹脂。
7.如果顏色不變,那麼可以使用1N NaOH15mL搖晃1分鍾左右,進行水洗,水洗之後再加入酚酞,再次水洗,這時如果顏色變為紅色,那麼就是強鹼性陰離子樹脂,如果顏色無變化,可以再使用1mol/L HCl 5mL,搖動1-2min,然後用純水清洗2-3次加入5滴甲基紅,搖動1min,用純水充分清洗。如果出現顏色為桃紅色,則為弱酸性陽離子交換樹脂。如果樹脂依然顏色不變,那麼樹脂則無離子交換能力。
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F. 陰離子交換樹脂的具體分類
離子交換樹脂交換能力依其交換能力特徵可分:
1. 強鹼型陰離子交換樹脂:主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之-N+(CH3)3,在氫氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出,以進行交換,強鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除。
這類樹脂含有強鹼性基團,如季胺基(亦稱四級胺基)-NR3OH(R為碳氫基團),能在水中離解出OH-而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。
這種樹脂的離解性很強,在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。
2. 弱鹼型陰離子交換樹脂:這類樹脂含有弱鹼性基團,如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2,它們在水中能離解出OH-而呈弱鹼性。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。
3 . 對陰離子的吸附
強鹼性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為:
SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
弱鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下:
OH-> 檸檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-
G. 打孔吸附樹脂和陰陽離子交換樹脂有什麼區別
rightleder .萊特·萊德·離子交換樹脂的種類很多,常用的是聚苯乙烯型離子交換樹脂。它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合而成球形網狀結構,其中二乙烯苯是交聯劑。經濃硫酸磺化後,即製得聚苯乙烯型磺酸基陽離子交換樹脂。如果用其它基團代替磺酸基,就可以得到一系列陽離子交換樹脂。例如—COOH、—OH等。這些基團上的氫離子可被樣品溶液中的陽離子交換。離子交換樹脂內含有一定量的水份,在運輸及貯存過程中應盡量保持這部分水。如貯存過程中樹脂脫了水,應先用濃食鹽水(-10%)浸泡,再逐漸稀釋,不得直接放於水中,以免樹脂急劇膨脹而破碎。
在長期貯存中,強型樹脂應轉變成鹽型,弱型樹脂可轉變成相應的氫型或游離鹼型也可轉為鹽型,然後浸泡在潔凈的水中。樹脂在貯存或運輸過程中,應保持在5-40°C的溫度環境中,避免過冷或過熱,影響質量。若冬季沒有保溫設備時,可將樹脂貯存在食鹽水中,食鹽水的溫度可根據氣溫而定。
大孔吸附樹脂是一類不含交換基團且有大孔結構的高分子吸附樹脂,具有良好的大孔網狀結構和較大的比表面積,可以有選擇地通過物理吸附水溶液中的有機物,是20世紀60年代發展起來的新型有機高聚物吸附劑,已在環保、食品、醫葯等領域得到了廣泛的應用。
H. 如何將混合的陰陽離子交換樹脂分開
在生產上,陰復、陽離子交換樹制脂會不可避免的造成混合,例如布水裝置泄漏,樹脂捕捉器壞,陽離子交換樹脂會進入陰床造成陰、陽樹脂混合。若混合後會致使陰床產水水質差,周期制水量減少,或在存放時誤裝等。
漂萊特陰陽離子交換樹脂分離方法有下幾種(1)在容器內,底部進水,上部排水,底流量,利用陰、陽樹脂的密度差進行分離。
(2)用10%的NaOH溶液。將混有陽樹脂的陰樹脂倒入缸內進行攪拌、待靜止後,陰、陽樹脂自然分離。少量樹脂可以用這種方法,生產上大量樹脂一般不用,主要考慮人身安全。
W③用濃度為25%以上的食鹽水分離。用兩只以上的大缸,注入1/2的除鹽水,加入NaCL,濃度超過25%,然後將樹脂倒入後攪拌,待靜止後將上部陰樹脂用網撈出裝入袋內,陽樹脂下沉。
I. 離子交換樹脂按作用和用途可分為哪幾種
1、強酸性陽離子交換樹脂
強酸性陽離子交換樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性,樹脂離解後,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子,這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。
強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用,如強酸性陽離子交換樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。
2、弱酸性陽離子交換樹脂
弱酸性陽離子交換樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。
弱酸性陽離子交換樹脂離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5-14)起作用,這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
3、強鹼性陰離子交換樹脂
強鹼性陰離子交換樹脂含有強鹼性基團,如季胺基(亦稱四級胺基)-NR3OH(R為碳氫基團),能在水中離解出OH-而呈強鹼性,這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。
強鹼性陰離子交換樹脂的離解性很強,在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。
4、弱鹼性陰離子交換樹脂
弱鹼性陰離子交換樹脂含有弱鹼性基團,如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2,它們在水中能離解出OH-而呈弱鹼性,這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。
弱鹼性陰離子交換樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附,只能在中性或酸性條件(如pH1-9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。
J. 為什麼離子交換樹脂是按官能團性質的不同可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹
答案不就在你的題目里嘛,哈哈
以陽離子交換樹脂官能團為例,有磺酸基-SO3H(強酸性)和羧酸基-COOH(弱酸性)。
如H型陽離子交換樹脂遇到含有Ca2+、Na+的水時,發生如下反應:
2RH + Ca2+ → R2Ca + 2H+
RH + Na+ → RNa + H+
以陰離子交換樹脂官能團為例,有季銨基-NOH(強鹼性)、叔胺基-NHOH(弱鹼性)和仲胺基-NH2OH(弱鹼性)、伯胺基-NH3OH(弱鹼性)。
當OH型陰離子交換樹脂遇到含有Cl-、SO42-的水時,其反應為:
ROH + Cl- → RCl + OH-
2ROH + SO42- → R2SO4 +2OH-
反應的結果是水中的雜質離子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分別被吸著在樹脂上,樹脂由H型和OH型變為Ca型、Na型和Cl型SO4型,而樹脂上的H+、OH-則進入水中,相互結合成為水,從而除去水中的雜質離子,製得純水。
H+ + OH- → H2O