❶ 离子交换怎么试验
离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和废水中的离子进行交换反应而除去废水中有害离子的方法。离子交换是一种特殊吸附过程,通常是可逆性化学吸附;其特点是吸附水中离子化物质,并进行等电荷的离子交换。
离子交换剂分无机的离子交换剂如天然沸石,人工合成沸石,及有机的离子交换剂如磺化煤和各种离子交换树脂。
在应用离子交换法进行水处理时,需要根据离子交换树脂的性能设计离子交换设备,决定交换设备的运行周期和再生处理。通过本实验希望达到下述目的:
1) 加深对离子交换基本理论的理解;学会离子交换树脂的鉴别;
2) 学会离子交换设备操作方法;
3) 学会使用手持式盐度计,掌握pH计、电导率仪的校正及测量方法。
二、实验内容和原理
由于离子交换树脂具有交换基因,其中的可游离交换离子能与水中的同性离子进行等当量交换。 用酸性阳离子交换树脂除去水中阳离子,反应式如下:
nRH + M+n → RnM + nH+
M——阳离子 n——离子价数
R——交换树脂
用碱性阴离子交换树脂除去水中的阴离子,反应式如下:
nROH + Y−n → RnY + nOH-
Y——阴离子
离子交换法是固体吸附的一种特殊形式,因此也可以用解吸法来解吸,进行树脂再生。
本实验采用自来水为进水,进行离子交换处理。因为自来水中含有较多量的阴、阳离
子,如Cl¯, NH4+,Ca,Mg,Fe,Al,K,Na等。在某些工农业生产、科研、医疗卫生等工作中所用的水,以及某些废水深度处理过程中,都需要除去水中的这些离子。而采用离子交换树脂来达到目的是可行的方法。
❷ 如何选择离子交换树脂
在选择离子交换树脂的时候需要注意以下问题
颗粒尺寸:
树脂一般是颗粒状的固体,离子交换树脂颗粒的尺寸是非常重要的一个因素,树脂颗粒太大,反应速度就比较慢一些,树脂颗粒小,反应的速度就快一些,但是树脂的颗粒太小,液体通过时的阻力就会增大,所以一般树脂的尺寸都是经过严格的筛选之后,才能够确定,一般树脂的颗粒尺寸在0.4-06mm左右。
交联度:
树脂中含交联剂的重量称为离子交换树脂的交联度,一般以百分比表示。树脂的交联度与树脂的再生、密度、选择性、耐用性都是息息相关的,交联度越高,树脂的再生就比较困难、密度就越高、选择性更强、耐用性也好一些,交联度越低则相反。一般树脂的交联度在4-14%之间,交联度为7%左右的性能是比较理想的。
耐热性:
树脂无论是储存还是使用,都需要考虑到温度的问题,不同的树脂因为使用的材质不同,具有不同的耐温性,一般超纯水设备树脂可耐100℃或更高些的温度,而H型应在100~120℃下使用。苯乙烯系阴树脂、强碱性阴离子交换树脂的使用温度不超过50~60℃,弱碱性阴离子交换树脂可在80℃下使用,丙烯酸系强碱性阴树脂的使用温度应低于38℃。
交换容量:
离子交换树脂的交换容量,简单来说就是树脂能够交换多少离子,一般单位是meq/g(干树脂)或 meq/mL(湿树脂),交换容量可以分为三种,分别是“总交换容量”、“工作交换容量”和“再生交换容量”
价格:
进口离子交换树脂的价格要比国产树脂要高一些,除了制造成本以外,价格里面还包含了进出口关税、运费等因素,所以在价格上要比国内的树脂高一些,而且市场也会对树脂的价格造成影响,例如之前的中美贸易战,就会对美国进口的树脂有一定的影响,价格会有一定上调。
❸ 怎么选择离子交换树脂
选择离子交换树脂来的一自般原则是选择交换容量大、容易再生、而且使用耐久的树脂。具体来说:交换容量越大则同体积的树脂能吸附的离子越多,一个交换周期的制水量也越大。从这一角度出发,弱酸或弱碱性树脂比强酸或强碱性的树脂交换容量大。另外,在同类树脂中,由于树脂的交联度不同,交换容量也不同。选择树脂时应注意。
❹ 怎么去选择离子交换树脂
怎么去选择离子交换树脂?
1.树脂因为组成和结构的不同,而具有不同的功能和特性,适应于不同的领域。
2.选择树脂要根据自己需要的工艺要求和物料的性质,选择适当的类型和品牌。
3.在购买时需要根据自身的要求选择对应的产品,在详细地了解树脂的种类及用途之后,再进行购买。
❺ 如何选择好的离子交换树脂
用于提取、分离、吸附及精制等不同目的的实验,需要选择不同性能的离子交换树脂,这对于实验结果是至关重要的。
一般说来,如果吸附的物质是无机阳离子或有机碱时,宜用阳离子交换树脂,比如,测定疏时,为了分离Fe3+与SO42-,可选用强酸性阳离子交换树脂
如果吸附的物质是无机阴离子或有机酸时,则宜用阴离子交换树脂,比如测定Al3+时,为了排除千扰需要除去Fe3+,这时可选用强碱性阴离子交换树脂。
当然有时也利用阴离子交换树脂吸附金属离子,这时,金属离子往往是带负电荷的络离子。氨基酸的两性物质,使用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂皆可。
确定了阴、阳离子交换树脂以后,尚须确定交换基的种类,比如,对于吸附性强的离子,可采用弱酸性或弱碱性离子交换树脂,对于吸附性弱的离子,则应采用强酸性或强戚性离子交换树脂。
在数种离子存在的情况下,其操作程序是先使用吸附性弱的离子交换树脂,然后依次用吸附性强的离子交换树脂。当用树脂作催化剂或抗菌剂时,应选择强酸型或强戚型离子交换树脂。
在此基础上,再选择离子交换树脂的其它性能,例如,要尽量选择交换容量大的树脂,一般实验多选用均匀的球形产品,粒度在80〜100目之间,最好不要粉碎,粉碎后的交换能力不均匀。
同时要考虑树脂对化学试剂的稳定性,多数情况下阳离子交换树脂比阴离子交换树脂稳定。常选用的是苯乙烯强酸性阳离子交换树脂,它是最稳定的一种。此外,还要考虑树脂的耐热性,在这方面较好的是苯乙烯强酸性阳离子交换树脂。
❻ 离子交换树脂的选择性如何怎样选择
离子交换树脂的选抄择性如何怎样选择
水中各种离子在与离子交换树脂交换时,其能力是不一样的:有的离子很容易被树脂吸附,但很难被“置换"下来;有的则很难被树脂吸附,但很容易被“置换”下来。这种性能就称为离子交换树脂的“选择性”。
❼ 简述离子交换色谱法
离子交换色谱法(ion exchange chromatography,IEC)
离子色谱分析法出现在20世纪70年代,80年代迅速发展起来,以无机、特别是无机阴离子混合物为主要分析对象。
离子交换色谱利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异来实现分离。离子交换色谱的固定相一般为离子交换树脂,树脂分子结构中存在许多可以电离的活性中心,待分离组分中的离子会与这些活性中心发生离子交换,形成离子交换平衡,从而在流动相与固定相之间形成分配。固定相的固有离子与待分离组分中的离子之间相互争夺固定相中的离子交换中心,并随着流动相的运动而运动,最终实现分离。
表达式
离子交换色谱的分配系数又叫做选择系数,其表达式为:
K_s=\frac{[RX^+]}{[X^+]}
其中[RX + ]表示与离子交换树脂活性中心结合的离子浓度,[X + ]表示游离于流动相中的离子浓度
分离原理
离子交换色谱(ion exchange chromatography,IEC)以离子交换树脂作为固定相,树脂上具有固定离子基团及可交换的离子基团。当流动相带着组分电离生成的离子通过固定相时,组分离子与树脂上可交换的离子基团进行可逆变换。根据组分离子对树脂亲合力不同而得到分离。
阳离子交换:
阴离子交换:
式中"--"表示在固定相上,Kxy和Kzm是交换反应的平衡常数,Z+和X-代表被分析的组分离子。M+和Y-表示树脂上可交换的离子团。
离子交换反应的平衡常数分别为:
阳离子交换:
阴离子交换:
平衡常数K值越大,表示组分的离子与离子交换树脂的相互作用越强。由于不同的物质在溶剂中离解后,对离子交换中心具有不同的亲合力,因此具有不同的平衡常数。亲合力大的,在柱中的停留时间长,具有高的保留值。
固定相
离子交换色谱常用的固定相为离子交换树脂。目前常用的离子交换树脂分为三种形式,一是常见的纯离子交换树脂。第二种是玻璃珠等硬芯子表面涂一层树脂薄层构成的表面层离子交换树脂,第三种为大孔径网络型树脂。它们各有特点,例如第二种树脂有很高的柱效,但它的柱容量不大;第三种树脂适用于非水溶液中物质的分离,因为它们的孔径和内表面积大,不需要用水溶胀,便可满意地使用。
典型的离子交换树脂是由苯乙烯和二乙烯基苯交联共聚而成:
其中,二乙烯基苯起了交联和加牢整个构型的作用,其含量决定了树脂交联度大小。交联度一般控制在4%~16%范围内,高度交联的树脂较硬而且脆,也较渗透,但选择性较好。在基体网状结构上引入各种不同酸碱基团作为可交换的离于基团。
按结合的基团不同,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子交换树脂上具有与样品中阳离子交换的基团。阳离子交换树脂又可分为强酸性和弱酸性树脂。强酸性阳离子交换树脂所带的基团为磷酸基(一),其中和有机聚合物牢固结合形成固定部分,是可流动的能为其他阳离子所交换的离子。
阴离子交换树脂具有与样品中阴离子交换的基团。阴离子交换树脂也可分为强碱性和弱碱性树脂。
阴离子交换树脂属强碱性,它是由有机聚合物骨架和一季胺碱基团所组成,它带有正电荷。而与相反的是可以移动的部分,它能被其它阴离子所交换
流动相
离子交换色谱的流动相最常使用水缓冲溶液,有时也使用有机溶剂如甲醇,或乙醇同水缓冲溶液混合使用,以提供特殊的选择性,并改善样品的溶解度。
离子交换色谱所用的缓冲液,通常用下列化合物配制:钠、钾、被的柠檬酸盐,磷酸盐,甲酸盐与其相应的酸混合成酸性缓冲液或氢氧化钠混合成碱性缓冲液等。
❽ 过离子交换柱时,pH梯度洗脱缓冲液一般用什么缓冲液
如果不限定纯抄化方法,可以考虑亲和层析或离子交换,但根据你问题的意思,是选定离子交换。
此时就要考虑你蛋白的等电点了,如果等电点在你稳定pH之上,就用阳离子交换柱:
设计阳离子交换层析:将你的样品置换到你所指的稳定pH的running
buffer。同时装柱,平衡,然后上样,平衡,洗脱(因为你的pH不稳定,建议盐洗脱),收峰。得你的蛋白;
如果你的等电点在稳定pH之下,就用阴离子交换柱,其步骤如上,只是改变柱子类型。
❾ 如何选择离子交换层析的离子交换剂和缓冲液
这个就要看你要纯化的样品的具体性质来定啦,如果是处于摸索条件的间断,可以尝试最常用的Tris缓冲液。。