陽離子交換樹脂在前面 主要原因是因為水中的弱鹼性陰離子在和陰離子樹脂交換時專置換出氫氧根離子,屬阻止交換繼續進行,而先經過陽離子交換樹脂後能置換出氫離子, 再經過陰離子交換樹脂時置換出來的氫氧根離子會和氫離子結合成水,不會影響繼續交換。 還有就是因為陰離子交換樹脂容易被污染,陽離子抗污染能力要好一點。
B. 簡述離子交換色譜法
離子交換色譜法(ion exchange chromatography,IEC)
離子色譜分析法出現在20世紀70年代,80年代迅速發展起來,以無機、特別是無機陰離子混合物為主要分析對象。
離子交換色譜利用被分離組分與固定相之間發生離子交換的能力差異來實現分離。離子交換色譜的固定相一般為離子交換樹脂,樹脂分子結構中存在許多可以電離的活性中心,待分離組分中的離子會與這些活性中心發生離子交換,形成離子交換平衡,從而在流動相與固定相之間形成分配。固定相的固有離子與待分離組分中的離子之間相互爭奪固定相中的離子交換中心,並隨著流動相的運動而運動,最終實現分離。
表達式
離子交換色譜的分配系數又叫做選擇系數,其表達式為:
K_s=\frac{[RX^+]}{[X^+]}
其中[RX + ]表示與離子交換樹脂活性中心結合的離子濃度,[X + ]表示游離於流動相中的離子濃度
分離原理
離子交換色譜(ion exchange chromatography,IEC)以離子交換樹脂作為固定相,樹脂上具有固定離子基團及可交換的離子基團。當流動相帶著組分電離生成的離子通過固定相時,組分離子與樹脂上可交換的離子基團進行可逆變換。根據組分離子對樹脂親合力不同而得到分離。
陽離子交換:
陰離子交換:
式中"--"表示在固定相上,Kxy和Kzm是交換反應的平衡常數,Z+和X-代表被分析的組分離子。M+和Y-表示樹脂上可交換的離子團。
離子交換反應的平衡常數分別為:
陽離子交換:
陰離子交換:
平衡常數K值越大,表示組分的離子與離子交換樹脂的相互作用越強。由於不同的物質在溶劑中離解後,對離子交換中心具有不同的親合力,因此具有不同的平衡常數。親合力大的,在柱中的停留時間長,具有高的保留值。
固定相
離子交換色譜常用的固定相為離子交換樹脂。目前常用的離子交換樹脂分為三種形式,一是常見的純離子交換樹脂。第二種是玻璃珠等硬芯子表面塗一層樹脂薄層構成的表面層離子交換樹脂,第三種為大孔徑網路型樹脂。它們各有特點,例如第二種樹脂有很高的柱效,但它的柱容量不大;第三種樹脂適用於非水溶液中物質的分離,因為它們的孔徑和內表面積大,不需要用水溶脹,便可滿意地使用。
典型的離子交換樹脂是由苯乙烯和二乙烯基苯交聯共聚而成:
其中,二乙烯基苯起了交聯和加牢整個構型的作用,其含量決定了樹脂交聯度大小。交聯度一般控制在4%~16%范圍內,高度交聯的樹脂較硬而且脆,也較滲透,但選擇性較好。在基體網狀結構上引入各種不同酸鹼基團作為可交換的離於基團。
按結合的基團不同,離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂上具有與樣品中陽離子交換的基團。陽離子交換樹脂又可分為強酸性和弱酸性樹脂。強酸性陽離子交換樹脂所帶的基團為磷酸基(一),其中和有機聚合物牢固結合形成固定部分,是可流動的能為其他陽離子所交換的離子。
陰離子交換樹脂具有與樣品中陰離子交換的基團。陰離子交換樹脂也可分為強鹼性和弱鹼性樹脂。
陰離子交換樹脂屬強鹼性,它是由有機聚合物骨架和一季胺鹼基團所組成,它帶有正電荷。而與相反的是可以移動的部分,它能被其它陰離子所交換
流動相
離子交換色譜的流動相最常使用水緩沖溶液,有時也使用有機溶劑如甲醇,或乙醇同水緩沖溶液混合使用,以提供特殊的選擇性,並改善樣品的溶解度。
離子交換色譜所用的緩沖液,通常用下列化合物配製:鈉、鉀、被的檸檬酸鹽,磷酸鹽,甲酸鹽與其相應的酸混合成酸性緩沖液或氫氧化鈉混合成鹼性緩沖液等。
C. 陰離子交換柱流出水的電導率為什麼遠小於陽離子交換柱流出水
陰離子交換柱和陽悉局皮離子交換柱都是常見的離子交換色譜柱,但是它們的工作原理和流出水的離子種類不同,因此流出水的電導率也不同。
在陰離子交換柱中,固定相通常是帶有正電荷的樹脂,它可以吸附帶有負電荷的陰離子。當樣品溶液通過柱子時,陰離子會被樹脂吸附,而流出水中的離子主要是未被吸附的陽離子。因此,陰離子交換柱流出水的電導率遠小於陽離子交換柱流出水。此外,陰離子交換柱的流出水通常需要用鹼性溶液進行洗脫,這些鹼性離子也會降低流出水的電導率。
相比之下睜差,陽離子交換柱中的固定相是帶有負電荷的樹脂,它可以吸附臘鄭帶有正電荷的陽離子。當樣品溶液通過柱子時,陽離子會被樹脂吸附,而流出水中的離子主要是未被吸附的陰離子。因此,陽離子交換柱流出水的電導率通常比陰離子交換柱高。
總之,陰離子交換柱和陽離子交換柱的工作原理不同,導致它們流出水的離子種類和電導率也不同。
D. 離子交換柱的工作原理
離子交換柱的工作原理:
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。
離子交換柱(ion exchange column)是用來進行離子交換反應的柱狀壓力容器。充填有離子交換樹脂的細長管柱。可由玻璃、不銹鋼、有機玻璃等不被所用的流動相腐蝕的材料製成。離子交換柱(混床)的分類:混床按再生方式分可分為體內再生混床、體外再生混床、陰樹脂外移再生混床三種。
離子交換柱的分類:
混床按再生方式分可分為體內再生混床、體外再生混床、陰樹脂外移再生混床三種。
1、體外再生混床適合小流量、對環保有嚴格要求的企業。但由於體外再生式混床配套設備多,操作復雜,現在已很少使用。
2、體內再生混床和陰樹脂外移再生混床適合大流量,有專門的水處理操作人員及廢水處理的場合。體內再生混床在運行及整個再生過程均在混床內進行,再生時樹脂不移出設備以外,且陽、陰樹脂同時再生,因此所需附屬設備少,操作簡便。
3、陰樹脂外移再生混床:陰樹脂外移再生式混合床及其配套的陰樹脂再生柱基本構造與小型逆流再生固定床大致相同,陰樹脂再生柱厚度較混合床小,所需的膨脹高度為樹脂層高度的50%~60%,故再生柱可較低,但一般為統一起見做成與混合床相同。
E. 陰離子為什麼要設置在陽離子之後
陽樹脂是先吸附水中鈣-鎂-鈉離子,在經過陰樹脂,這樣一來陰樹脂壽命就長。
1)陰離子交換樹脂失效再生時,是用NaOH再生的,如果陰床放在前面,那麼再生劑中的OH-離子再生時,被吸附在陰樹脂上,在運行時遇到水中的陽離子Ca2+、Mg2+、Fe3+等產生反應,其結果是生成Ca(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Ca(HSiO3)2等的沉澱,附著在陰樹脂的表面,阻塞和污染樹脂,阻止其繼續進行離子交換,而且難以清除。
2)陰離子交換樹脂的交換容量比陽離子交換樹脂低得多,又極易受到有機物的污染,因此,如果陰床放在陽床之前,勢必有更多機會遭受到有機污染,交換容量還會更低,對脫鹽水處理不利。
3)脫鹽水處理最難點之一是除去水中的硅酸根HSiO3-,是由強鹼陰離子交換樹脂去除的。但是硅酸根HSiO3-在鹼性水中是以鹽型NaHSiO3存在的,而HSiO3-在酸性水中是以硅酸(H2SiO3)形式存在的。強鹼陰離子交換樹脂對於硅酸的交換能力要比硅酸鹽的交換能力大得多,即最好是在酸性水的情況下進行交換,而陽離子交換塔的出水剛好是呈酸性的水,因此,陰床設置在陽床之後,對去除水中的硅酸根十分有利。4)離子交換樹脂的交換反應有可逆現象存在。這是反離子作用,所以要有很強的交換勢,離子交換才比較順利。把交換容量大的強酸陽樹脂放在第一級,交換下來的H+迅速與水中的陰離子生成無機酸,再經過陰離子樹脂交換下來的OH-,是H+與OH-生成水,消除了反離子影響,對陰離子交換反應十分有利。
F. 什麼是陰離子交換柱
你好,
陰離子交換器 又叫陰床,作用是用陰樹脂中的氫氧根交換掉水中版的其他陰離子。混合權物通過陰離子交換柱,陰離子可以被吸附從而與其他物質分開,一般來說,陰離子交換柱的吸附劑應該呈陽性
離子交換器分為:鈉離子交換器、陰陽床、混合床等種類,。離子交換柱(器)外殼一般採用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯復合玻璃鋼(PVC-FRP)、有機玻璃(PMMA)、有機玻璃復合透明玻璃鋼(PMMA-FRP)、鋼襯膠(JR)、不銹鋼襯膠等材質。主要用於鍋爐、熱電站、化工、輕工、紡織、醫葯、生物、電子、原子能及純水處理的前道處理,工業生產所需進行硬水軟化、去離子水制備的場合,還可用於食品葯物的脫色提純,貴重金屬、化工原料的回收,電鍍廢水的處理等。
有機玻璃離子交換裝置耐腐蝕、無色透明、適用於食品、醫葯、製糖及電子工業小規模純水制備。碳鋼襯膠離子交換裝置具有制水量大、強度高、成本低等特點,適用於大型鍋爐軟化水及大規模純水制備。
希望有所幫助
G. 去離子水的制備中,陰離子柱在前陽離子柱在後會產生什麼影響
交換出來的OH-與水中的陽離子等沉澱,影響離子交換樹脂的使用
H. 強離子交換柱和弱離子交換柱的區別
陰樹脂和陽樹脂有什麼不同?
交換原理:
陰離子交換樹脂體內含有大量的鹼性基團,是通過氯來與水中的雜質交換,而陽離子交換樹脂則含有大量的酸性基團,是通過鈉離子或者氫離子與水中的雜質進行交換。
交換順序:
1、混床樹脂的交換順序一般是先陽離子,然後才是陰離子,陽離子交換樹脂會釋放出酸性基團,而陰離子交換樹脂則會釋放出鹼性基團,兩者中和,成為純水。
2、離子所帶有的電荷多,就容易被樹脂吸附,而所帶有的電荷較少,則比較難吸附。
3、如果帶有相同電荷量的離子,原子序數大的元素,形成離子的水合半徑小,較易被吸著。
溫度:
陽離子交換樹脂的耐溫性比較好,所以一般陽離子交換樹脂的使用溫度或者儲存溫度都要比陰離子交換樹脂高一些。
預處理:
陰陽離子交換樹脂的功能基團不同,所以樹脂預處理時使用的溶液也不同,陰陽樹脂在使用飽和食鹽水浸泡18-20小時之後,使用清水清洗干凈。
陰樹脂使用濃度為5%的氯化氫進行浸泡4-8小時,清洗干凈,再使用濃度在2%-4%左右的氫氧化鈉浸泡4-8小時,清洗至中性即可。
而陽樹脂則使用濃度在2%-4%左右的氫氧化鈉浸泡2-4小時,清洗干凈後,使用濃度為5%的氯化氫進行浸泡4-8小時,清洗至中性即可。
I. 制備去離子水實驗,為什麼陰陽離子交換柱要放在最後邊,放在最前邊會怎麼樣
前面的柱子是去除一些大顆粒雜質,而後面的陰陽離子交換柱子是去除一下粒徑較小的離子雜質。
如果 交換 則前面的柱子沒有起任何作用,而離子交換柱子要承擔即去除大顆粒有去除小粒徑的雙重作用,這樣離子交換柱子很快就會報廢,用壞了!
J. 離子交換色譜法的陽離子滯留順序
先通陽離子,缺困因為陽離子交換柱吸收陽離子釋放H+,隨後在陰離子柱吸收陰離子釋答激放OH-,H+與OH-結合成水。
若先通陰離子,則生成的伏舉念OH-與陽離子生成沉澱,污染陰離子柱。