離子交換樹脂的滴定曲線

㈠ 離子交換層析法原理是什麼

離子交換層析法 （ion exchange chromatography，簡稱IEC）是從復雜的混合物中，分離性質相似大分子的方法之一，依據的原理是物質的酸鹼性、極性，也就是所帶陰陽離子的不同。電荷不同的物質，對管柱上的離子交換劑有不同的親和力，改變沖洗液的離子強度和pH值，物質就能依次從層析柱中分離出來。
離子交換層析法大致分為5個步驟：
1. 離子擴散到樹脂表面。
2. 離子通過樹脂擴散到交換位置。
3. 在交換位置進行離子交換；被交換的分子所帶電荷愈多，它與樹脂的結合愈緊密，也就愈不容易被其它離子取代。
4. 被交換的離子擴散到樹脂表面。
5. 沖洗液通過，被交換的離子擴散到外部溶液中。
離子交換樹脂的交換反應是可逆的，遵循化學平衡的規律，定量的混合物通過管柱時，離子不斷被交換，濃度逐漸降低，幾乎全部都能被吸附在樹脂上；在沖洗的過程中，由於連續添加新的交換溶液，所以會朝正反應方向移動，因而可以把樹脂上的離子沖洗下來。
如果被純化的物質是氨基酸類的分子，則分子上的凈電荷取決於氨基酸的等電點和溶液的pH值，所以當溶液的pH 值較低，氨基酸分子帶正電荷，它將結合到強酸性的陽離子交換樹脂上；隨著通過的緩沖液pH逐漸增加，氨基酸將逐漸失去正電荷，結合力減弱，最後被洗下來。由於不同的氨基酸等電點不同，這些氨基酸將依次被洗出，最先被洗出的是酸性氨基酸，如apartic acid和glutamic acid（在約pH3~4時），隨後是中性氨基酸，如glycine和alanine。鹼性氨基酸如arginine和lysine在pH值很高的緩沖液中仍帶有正電荷，因此這些在約pH值高達10~11時才出現。

㈡ 弱酸性陽離子交換樹脂滴定曲線

與酸鹼滴定曲線的來原理相同，但由於源樹脂存在一個平衡的問題，所以實際上不是直接滴定，而是加入一定量的酸鹼浸泡平衡。通常，強酸性樹脂加鹼、強鹼性樹脂加酸浸泡兩小時，弱酸性樹脂加鹼、弱鹼性樹脂加酸浸泡7小時後測定pH，製作出如圖的曲線。

㈢ 離交柱的工作原理

離子交換柱的原理：採用離子交換方法，可以把水中呈離子態的陽、陰離子去除，以氯化鈉（NaCl）代表水中無機鹽類。

水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達：

1、陽離子交換樹脂：R—H+Na+→R-Na+H+

2、陰離子交換樹脂：R—OH+CL-→R-CL+OH+

陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成：RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O，由此可看出，水中的Nacl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應生成物只有H2O，故達到了去除水中鹽的作用。

概念

離子交換柱是指用來進行離子交換反應的柱狀壓力容器，是管柱法離子交換的交換設備。採用圓筒形交換柱，溶液從柱的一端通入，與柱內呈密實狀態的固定離子交換樹脂層或流動狀態離子交換樹脂床充分接觸，進行離子交換。

若交換後的溶液已達到預定要求，或離子交換樹脂已呈「飽和狀態」，就從生產線上切斷柱交換，在同一柱中或其他柱內用解吸液解吸，離子交換樹脂再生後用於下次交換。

以上內容參考：網路-離子交換柱

㈣ 離子交換色譜的原理以及陰陽離子交換樹脂的特性

(1)
強酸性陽離子樹脂
這類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。如上述的陽離子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)
弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團，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。這種樹脂的酸性即離解性較弱，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)
強鹼性陰離子樹脂
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。
(4)
弱鹼性陰離子樹脂
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。

㈤ 離子交換樹脂交換容量如何測定

離子交換樹脂進行離子交換反應的性能，表現在它的「離子交換容量」，即每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當量數，meq/g（干）或
meq/ml（濕）；當離子為一價時，毫克當量數即是毫克分子數（對二價或多價離子，前者為後者乘離子價數）。它又有「總交換容量」、「工作交換容量」和「再生交換容量」等三種表示方式。
1、總交換容量，表示每單位數量（重量或體積)樹脂能進行離子交換反應的化學基團的總量。2、工作交換容量，表示樹脂在某一定條件下的離子交換能力，它與樹脂種類和總交換容量，以及具體工作條件如溶液的組成、流速、溫度等因素有關。
3、再生交換容量，表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹脂的交換容量，表明樹脂中原有化學基團再生復原的程度。
通常，再生交換容量為總交換容量的50～90%（一般控制70～80%），而工作交換容量為再生交換容量的30～90%（對再生樹脂而言），後一比率亦稱為樹脂的利用率。
在實際使用中，離子交換樹脂的交換容量包括了吸附容量，但後者所佔的比例因樹脂結構不同而異。現仍未能分別進行計算，在具體設計中，需憑經驗數據進行修正，並在實際運行時復核之。
離子樹脂交換容量的測定一般以無機離子進行。這些離子尺寸較小，能自由擴散到樹脂體內，與它內部的全部交換基團起反應。而在實際應用時，溶液中常含有高分子有機物，它們的尺寸較大，難以進入樹脂的顯微孔中，因而實際的交換容量會低於用無機離子測出的數值。這種情況與樹脂的類型、孔的結構尺寸及所處理的物質有關。

㈥ 離子交換反應一般是可逆的的對嗎

離子交換反應是可逆的。例如，當以含有硬度的水通過H型離子交換樹脂時，其反應式為
當反應進行到失效後，為了恢復離子交換樹脂的交換能力，可以利用離子交換反應的可逆性，

用硫酸或鹽酸溶液通過此失效的離子交換樹脂，以恢復其交換能力，其反應為 2RH+Ca2+→R2Ca+2H+

當反應進行到失效後，為了恢復離子交換樹脂的交換能力，可以利用離子交換反應的可逆性，用硫酸或鹽酸溶液通過此失效均離子交換Of
B旨，以恢復其交換能力，其反應為 R2Ca+2H+→2RH+Ca2+

這兩種反應，實質上就是可逆反應式化學平衡的移動。當水中Cat十和H型離子交換樹脂多時，反應正向進行，反之，則逆向進行。

離子交換反應的可逆性，是離子交換樹脂使用失效後可以再生反復使用的重要性質。

酸、鹼性

H型陽離子交換樹脂和OH型陰離子交換樹脂的性能與電解質酸、鹼相同，在水中有電離出H十和OH一的能力。因此很據此能力的大小可以有強弱之分。

強酸性H型交換樹脂在水中電離出H十的能力較大，所以它很容易和水中其他各種陽離子進行交換反應;而弱酸性H型交換樹脂在水中電離出的H十能力較小，故當水中有一定量的H十時，就顯示不出交換反應。強鹼性和弱鹼性陰離子交換樹脂的情況與此相似。

中和與水解

離子交換樹脂的中和與水解的性能和通常的電解質一樣。H離子交換樹脂和鹼溶液會進行中和反應，如強酸性H離子交換樹脂和強鹼NaOH相遇，則中和反應進行得很完全。
因此，H型離子交換樹脂酸性的強弱，和一種化合物酸性的強弱一樣，可用測定滴定曲線的辦法求得。它的水解反應和電解質的水解反應一樣，當水解產物有弱酸或弱鹼時，水解度就較大。

所以，具有弱酸性基團和弱鹼性基團的離子交換樹脂的鹽型合易水解。

㈦ 離子交換樹脂的性能參數有什麼和什麼

離子交換樹脂全部指標項目如下表，具體參數要根據具體型號實際檢測及標專准填寫的。屬希望可以幫助到您。
理化指標如下：
1、外觀 ：
2、出廠型式 ：
3、含水量 % ：
4、質量全交換容量 mmol/g ：
5、體積全交換容量 mmol/ml ：
6、濕視密度 g/ml ：
7、濕真密度 g/ml ：
8、范圍粒度 % ：
9、下限粒度 % ：
10、有效粒徑 mm ：
11、均一系數 ：
12、磨後圓球率 %：
使用參考指標如下：
1、pH范圍
2、最高使用溫度℃
3、轉型膨脹率(Na+-H+)%
4、工作交換容量 mmol/L
5、運行流速 m/h

㈧ 求問怎麼用離子交換樹脂層析分離混合氨基酸

【原理】離子交換樹脂是一種合成的高聚物，不溶於水，能吸水膨脹。高聚物分子由能電離的極性基團及非極性的樹脂組成。極性基團上的離子能與溶液中的離子起交換作用，而非極性的樹脂本身物性不變。通常離子交換樹脂按所帶的基團分為強酸(＝R＝S03H)、弱(＝COOH)、強鹼 (＝N+＝R：)和弱鹼(＝NH2＝NHR＝NR2)。
離子交換樹脂分離小分子物質如氨基酸、腺苷、腺苷酸等是比較理想的。但對生物大於物質如蛋白質是不適當的，因為它們不能擴散到樹脂的鏈狀結構中。故如分離生物大子、可選用以多糖聚合物如纖維素、葡聚糖為載體的離子交換劑。
本實驗用磺酸陽離子交換樹脂分離酸性氨基酸(天冬氨酸)、中性氨基酸(丙氨酸)鹼性氨基酸(賴氨酸)的混合液。在特定的pH條件下，它們解離程度不同，通過改變脫液的pH或離子強度可分別洗脫分離。
【材料】1．實驗器材層析柱（1.6X20cm）；恆流泵；梯度混合器；試管及試管架；紫外分光光度計、磺酸陽離子交換樹脂(Dowex 50)
2．實驗試劑
(1)2mol／L HCl
(2)2mol／L NaOH
(3)0.1mOl／L HCl
(4) 0.1mol／L NaOH
(5)pH4.2的檸檬酸緩沖液：0.lmol／L檸檬酸54m1加0.1mol／L檸檬酸鈉46ml
(6)pH5的醋酸緩沖液：0.2mol／L NaAc 70ml加 0.2mol／L HAc 30ml
(7)0.2％中性茚三酮溶液：0.2g茚三酮加100ml丙酮
(8)氨基酸混合液：丙氨酸、天冬氨酸、賴氨酸各10m1加0.1mol／L HCl 3m【方法】
1. 樹脂的處理
100ml燒杯中置約10g樹脂，加25ml 12mo1／L HCl攪拌2h，傾棄酸液，用蒸餾水充洗滌樹脂至中性。加25ml 12mol／L NaOH至上述樹脂中攪拌2h，傾棄鹼液，用蒸餾水洗滌至中性。將樹脂懸浮於50ml pH4.2檸檬酸緩沖液中備用。
2. 裝柱取直徑0.8cm～1.2cm、長度 10cm～12cm的層析柱，底部墊玻璃棉或海綿圓墊，自頂部注入經處理的上述樹脂懸浮液，關閉層柱出口，待樹脂沉降後，放出過量的溶液，在加入一些樹脂，至樹脂沉積至8cm～10cm高度即可。於柱子頂部繼續加入pH4.2檸檬酸緩沖液洗滌，使流出液pH為4.2為止，關閉柱子出口，保持液面高出樹脂表面1cm左右。
3. 加樣、洗脫及洗脫液收集
打開山口使緩沖液流出，待液面幾乎平齊樹脂表面時關閉出口(不可使樹脂表面乾燥)。用長滴管將15滴氨基酸混合液仔細直接加到樹脂頂部，打開出口使其緩慢流入柱內。當液面剛平樹脂表面時，加入0.1mol／L HCl 3ml，以10滴／min～12滴／min的流速洗脫，收集洗脫液，每管20滴，逐管收存。當HCl液面剛平樹脂表面時，用1m1 pH4.2檸檬酸緩沖液沖洗柱壁一次，接著用2ml pH4.2檸檬酸緩沖液洗脫，保持流速10滴／min～12滴／min並注意勿使樹脂表面乾燥。
在收集洗脫液的過程中，逐管用茚三酮檢驗氨基酸的洗脫情況，方法是：於各管洗脫液中加10滴pH5醋酸緩沖液和10滴中性茚三酮溶液，沸水浴中煮10min，如溶液呈紫藍色，表示已有氨基酸洗脫下來。顯色的深度可代表洗脫的氨基酸濃度，可比色測。
在用pH4.2檸檬酸緩沖液把第二個氨基酸洗脫出來之後，再收集兩管茚三酮反應陰性部分，關閉層析柱出口，將樹脂頂部剩餘的pH4.2檸檬酸緩沖液移去。
於樹脂頂部加入2ml 0.1mo1／L NaOH，打開出口使其緩慢流入柱內，按上面I續用0.1mo1／L NaOH洗脫並逐管收集 (注意仍然保持流速10滴／min～12滴／min)，每管20滴。做洗脫液中氨基酸檢驗，在第三個氨基酸用0.1mo1／L NaOH洗脫下來以後，再繼續收集兩管茚三酮反應陰性部分。
最後以洗脫液管號為橫坐標，洗脫液各管光密度（以水作空白，在570nm波長讀取吸光度）或顏色深淺（以 -，±，+，++．．．表示）為縱坐標作圖，即可畫出一條洗脫曲線。
【注意事項】
1. 一直保持流速10滴/min～12滴／min，並注意勿使樹脂表面乾燥。
2. 在裝柱時必須防止氣泡、分層及柱子液面在樹脂表面以下等現象發生。

㈨ 簡述鈣離子的交換樹脂

在法、德等國糖廠，比較普遍地採用了離子交換樹脂進行稀糖汁脫鈣和二號糖蜜脫鉀、鈉工藝。

他們採用的是金屬離子置換法，而不是通常的用氫、氫氧根離子置換金屬離子的辦法，這樣就避免了使用強酸、強鹼造成的難以處理的污染。

1、稀清糖汁脫鈣（軟化）。

用離子交換樹脂中的鈉離子，置換稀清糖汁中的鈣離子，其置換反應為：Ca＋＋＋2NaR→2Na＋＋＋CaR2 （NaR代表陽離子交換樹脂）

再生反應為：2Na＋＋＋CaR2→Ca＋＋＋2NaR

再生時，先將不再與鈣離子起作用的樹脂，用清水反沖洗，除去機械污物和沉澱，並使大小粒子重新分層，然後用飽和食鹽溶液（Nacl）再生。再生反應為：2Na＋Cl－＋CaR2→2NaR＋Ca＋＋Cl－2 。

根據法國54家糖廠的統計，稀清糖汁脫鈣前後，鈣鹽含量平均由85毫克CaO/升，降低到25毫克CaO/升，有效地減少了蒸發罐加熱管積垢。

2、二號糖蜜脫鉀、鈉。

稀清糖汁脫鈣後，增加了清糖汁中的鈉離子量，如不除去，將增加廢蜜中的糖分損失；一些糖廠採用鎂離子交換樹脂進行二號糖蜜脫鉀、鈉處理。其置換反應如下：

MgR＋2Na＋（或K＋）→Na2R（或K2R）＋Mg＋＋

由於鎂鹽成蜜系數低，因而減少了廢蜜中糖分損失。

據法國八家採用此法的糖廠統計，廢蜜平均純度由60降低到54，由此可多收回糖分0.5%對甜菜重量。

離子交換樹脂的再生，也是先用清水反沖洗，然後用氯化鎂（MgCl2）溶液再生。反應式如下：

Na2R＋Mg＋＋Cl－2→MgR＋2Na＋Cl－

法國糖廠所使用的鈉離子交換樹脂為荷蘭產IMACTI牌號；所使用的鎂離子交換樹脂為德國產Reichling牌號。據介紹，每個製糖期樹脂損耗不超過6%

㈩ 離子交換樹脂的周期如何計算，工作交換容量如何確定

這要看你所使用的設備規格和能力，你最好是查一下水處理設計手冊，其中有一單元專門對離子交換樹脂的使用周期性的計算。