离子交换实验视频

『壹』 离子交换层析的原理是什么 已解决

离子交换层析法是从复杂的混合物中，分离性质相似大分子的方法之一，依据的原理是物内质的酸碱性容，极性，所带阴阳离子的不同。电荷不同的物质，对管柱上的离子交换剂有不同的亲和力，改变冲洗液的离子强度和pH值，物质就能依次从层析柱中分离出来。

层析开始前，功能基团与反离子稳定结合，就与反离子发生可逆交换，与层析剂结合被固定下来。因为盐离子可以与底物竞争功能基团，盐浓度越高样品与层析剂结合越不紧密，易被洗脱下来。不同物质与层析剂结合程度不同，洗脱下来的时间不同，因此得以分开。

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离子交换剂的选择首重保持欲分离物质的生物活性，以及在不同pH值环境中，此物质所带的电荷和电性强弱，阴阳离子交换剂的选择若被分离物质带正电荷，这些碱性蛋白质，它们在酸性溶液中较稳定，亲和力强，故采用阳离子交换剂。

在碱性溶液中较稳定，则使用阴离子交换剂，如果欲分离的物质是两性离子，一般考虑在它稳定的pH范围带有何种电荷，作为交换剂的选择。离子交换剂的再生与保存离子交换剂可在柱上再生，若有脂溶性物质则可用非离子型去污剂洗柱后再生，也可用乙醇洗涤。

『贰』 离子反应的类型

在溶液中酸、碱、盐之间互相交换离子的反应，一般为非氧化还原反应。
离子反应器这类离子反应发生的条件与氏拿复分解反应的条件一致，分三种情况：（1）生成难溶的物质
①常见（2）生成难电离的物质
①常见的难电离的物质
离子反应
②反应规律：由强酸制弱酸，由强碱制弱碱。如：
盐酸+Ca(ClO)2溶液H++ClO－=HClO
稀醋酸+苯酚钠溶液CH3COOH+C6H5O－=CH3COO－+C6H5OHNH4Cl溶液+NaOH溶液NH4++OH－=NH3·H2O
（3）生成挥发性物质
①常见的挥发性物质有：SO2、CO2、NH3、H2S等。
离子反应
其中SO2、CO2、NH3即是挥发性物质，也是难电离物质（H2SO3、H2CO3、
NH3·H2O）进一步分解的产物，因此，从离子反应的本质上是相同的。
②有些离子反应不是电解质在电离的条件下进行的，不能用离子方程式表示。如：
实验室制NH3，用固态铵盐与固体Ca(OH)2反应：
的难溶物有：
离子反应
②当有关离子浓度足够大时，生成微溶物的反应也能发生，常见的微溶物有CaSO4、Ag2SO4、MgCO3、Ca(OH)2等。
如：Ca2++SO42－=CaSO4↓
③由微溶物生成难溶物的反应也能发生，如：Ca(OH)2+CO32－=CaCO3↓+2OH－
(微溶)(难溶)
CaSO4+CO32－=CaCO3↓+SO42－
(微溶)(难溶)
离子反应实验室制HCl、HF、HNO3用浓硫酸与其盐反应：
离子反应
但Cu与浓H2SO4的反应不是离子反应。 有些在溶液中进行的离子反应，是由于发生了氧化还原反应，使反应物的某些离子浓度减小。此类反应能否发生取决于有关离子的氧化性、还原性强弱，须满足由强变弱的原则，即由氧化性和还原性强的性质生成氧化性和还原性弱的物质。主要包括有离子参与的置换反应与其他有离子参与的氧化还原反应。如：
离子反应
其他的离子反应，如盐类的水解、络合反应能发生的条件是反应物的某些离子结合成难电离的物质而引起反应物离子浓度的减小。
置换反应的离子反应
金属单质与金属阳离子之间的置换反应，如Fe与CuSO4溶液的反应，实际上是Fe与Cu之间的置换反应。非金属单质与非金属阴离子之间的置换反应，如Cl2与NaBr溶液的反应，实际上是Cl2与Br之间的置换反应。
其它一些有离子参加的氧化还原反应
如MnO2与浓HCl反应制取Cl2；Cu与FeCl3溶液反应生成FeCl2、CuCl2；Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水等。
这些离子反应发生的条件是：比较强的氧化剂和较强的还原剂反应，生成氧化性较弱的氧化产物和还原性较弱的还原产物。因此掌握一些常见离子的氧化性或还原性的相对强弱，是判断这一类离子反应能否发生的重要依据。 ①生成难溶的物质。如生成BaSO4、AgCl、CaCO3等。
②生成难电离的物质。如生成CH3COOH、H2O、NH3·H2O、HClO等。
③生成挥发性物质。如生成CO2、SO2、H2S等。 例如：Ag+2NH3→[Ag(NH3)2]
离子反应本质：反应物的某些离子浓度减少。
离子反应发生条件
①生成难溶的物质。如生成BaSO4、AgCl、CaCO3等。
②生成难电离的物质。如生成CH3COOH、H2O、NH3·H2O、HClO等。
③生成挥发性物质。如生成CO2、SO2、H2S等。
只要具备上述三个条件中的一个，离子互换反应即可发生。这是由于溶液中离子间相互作用生成难溶物质、难电离物质、易挥发物质时，都可使溶液中某几种、自由移动离子浓度减小的缘故。若不能使某几种自由移动离子浓度减小时，则该离子反应不能发生。如KNO3溶液与NaCl溶液混合后，因无难溶物质、难电离物质、易挥发物质生成，Na、Cl、K、NO3浓度都不减少，四种离子共存于溶歼岩搭液中，故不能发生离子反应。
（1）非氧化还原型的离子反应条件：
a．离子交换型：
例如：Ag﹢+ Cl﹣= AgCl↓
离子交换后要有沉淀、气体、弱电解质三者之一生成才能发生反应。
b．双水解反应型：
例如：2Al ³﹢+ 3CO3²﹣ + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑
要生成更难溶解枣陵的物质或弱电解质才能发生离子反应。
c．络合反应型：
例如：Ag﹢+2NH3 → [Ag(NH3)2]
生成比简单离子更稳定的络离子，离子反应才能进行。
（2）氧化还原型离子反应条件：
在电解质溶液中能满足“以强制弱”的氧化还原反应规律的反应，离子反应才能进行。例如：Cl­2 + SO3² ﹣+ H2O = 2Cl ﹣+ SO4²﹣ + 2H﹢
∵氧化性 还原性
∴此反应才能进行。
难点：离子在溶液中大量共存的规律。
即：向溶液中有关离子浓度减小的方向进行
判断原则：在溶液中所有离子之间不能发生任何类型的反应，否则离子不能共存。
例如：生成沉淀的：如Ba²﹢与SO4²﹣,CO3²﹣;Ag与Cl﹣,SO4²﹣
（生成难电离的物质：H﹢与OH﹣;CH3COO与H﹢；NH4﹢与OH﹣;H﹢与F﹣）
（生成气体（挥发性物质）如：H与CO3²﹣,S²﹣,SO3²﹣）
发生氧化还原: (H﹢)KMnO4与I﹣,S²﹣;Fe²﹢与Fe³﹢
发生中和反应:Fe²﹢,Al³﹢,Cu²﹢等是在溶液中显酸性的离子，OH﹣,CO3²﹣,HCO3﹣,SO3²﹣等在溶液里则显碱性，酸碱中和反应，则不可共存
强氧化性离子：MnO4﹣ Cr2O7 ClO﹣ Fe²﹢ (H﹢)NO3﹣
强还原性离子：S²﹣ I﹣ Fe HS Sn S2O3 SO3²﹣ HSO3﹣
因发生氧化还原反应无法大量共存
离子反应中，不可以拆开的物质有：单质、气体、沉淀、水、弱酸、弱碱、氧化物及绝大部分有机物（有机盐除外）
常见有色离子：Fe^3+：棕黄色 Fe^2+：浅绿色Cu^2+：蓝色MnO4^-：紫色……
1．由于发生复分解反应，离子不能大量共存
(1)有气体产生。例如：CO3、SO3、S、HCO3、HSO3、HS等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。
(2)有沉淀生成。例如：Ba、Ca、Mg、Ag等不能与SO4、CO3等大量共存；Mg、Fe、Ag、Al、Zn、Cu、Fe等不能与OH大量共存；Pb与Cl，Fe与S、Ca2与PO4、Ag与Cl、Br、I等不能大量共存。
(3)有弱电解质生成。例如：OH﹣、CH3COO﹣、PO4³﹣、HPO4²﹣、H2PO4﹣、F、ClO﹣、AlO、SiO3²﹣、CN、C17H35COO、等与H﹢不能大量共存；一些酸式弱酸根，例如：HCO3﹣、HPO4²﹣、HS、H2PO4﹣、HSO3不能与OH﹣大量共存；NH4与OH不能大量共存。(4)一些容易发生水解的离子，在溶液中的存在是有条件的：
① 例如：AlO2、S²﹣、CO3²﹣、C6H5O等必须在碱性条件下才能在溶液中存在；
②再如：Fe²﹢、Al³﹢等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。
这两类离子不能同时存在在同一溶液中，即离子间能发生“双水解”反应。例如：3AlO²﹣十Al³﹢十6H2O=4Al(OH)3↓等
典型双水解的条件;弱酸根、弱碱根离子对应的酸碱容易从体系中脱离。即生成沉淀、气体或同时生成两种沉淀

『叁』 离子交换层析的具体操作

对于离子交换纤维素要用流水洗去少量碎的不易沉淀的颗粒，以保证有较好的均匀度，对于已溶胀好的产品则不必经这一步骤。溶胀的交换剂使用前要用稀酸或稀碱处理，使之成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂常用“碱-酸-碱”处理，使最终转为-OH-型或盐型交换剂；对于阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理，使最终转为-H-型交换剂。
洗涤好的纤维素使用前必须平衡至所需的pH和离子强度。已平衡的交换剂在装柱前还要减压除气泡。为了避免颗粒大小不等的交换剂在自然沉降时分层，要适当加压装柱，同时使柱床压紧，减少死体积，有利于分辨率的提高。
柱子装好后再用起始缓冲液淋洗，直至达到充分平衡方可使用。 加样：
层析所用的样品应与起始缓冲液有相同的pH和离子强度，所选定的pH值应落在交换剂与被结合物有相反电荷的范围，同时要注意离子强度应低，可用透析、凝胶过滤或稀释法达此目的。样品中的不溶物应在透析后或凝胶过滤前，以离心法除去。为了达到满意的分离效果，上样量要适当，不要超过柱的负荷能力。柱的负荷能力可用交换容量来推算，通常上样量为交换剂交换总量的1%-5%。 已结合样品的离子交换前，可通过改变溶液的pH或改变离子强度的方法将结合物洗脱，也可同时改变pH与离子强度。为了使复杂的组份分离完全，往往需要逐步改变pH或离子强度，其中最简单的方法是阶段洗脱法，即分次将不同pH与离子强度的溶液加入，使不同成分逐步洗脱。由于这种洗脱pH与离子强度的变化大，使许多洗脱体积相近的成分同时洗脱，纯度较差，不适宜精细的分离。最好的洗脱方法是连续梯度洗脱，洗脱装置见图16-6.两个容器放于同一水平上，第一个容器盛有一定pH的缓冲液，第二个容器含有高盐浓度或不同pH的缓冲液，两容器连通，第一个容器与柱相连，当溶液由第一容器流入柱时，第二容器中的溶液就会自动来补充，经搅拌与第一容器的溶液相混合，这样流入柱中的缓冲液的洗脱能力即成梯度变化。第一容器中任何时间的浓度都可用下式进行计算：
C=C2-(C2-C1)(1-V)A2/A1
式中A1、A2分别代表两容器的截面积：C1、C2分别表示容器中溶液的浓度；V为流出体积对总体积之比。当A1=A2时为线性梯度，当A1>A2时为凹形梯度，A1>A2时为凸形梯度。
洗脱时应满足以下要求：
①洗脱液体积应足够大，一般要几十倍于床体积，从而使分离的各峰不至于太拥挤。
②梯度的上限要足够高，使紧密吸附的物质能被洗脱下来。
③梯度不要上升太快，要恰好使移动的区带在快到柱末端时达到解吸状态。目的物的过早解吸，会引起区带扩散；而目的物的过晚解吸会使峰形过宽。
洗脱馏份的分析按一定体积（5-10ml/管）收集的洗脱液可逐管进行测定，得到层析图谱。依实验目的的不同，可采用适宜的检测方法（生物活性测定、免疫学测定等）确定图谱中目的物的位置，并回收目的物。
离子交换剂的再生与保存离子交换剂可在柱上再生。如离子交换纤维素可用2mol/：NaCl淋洗柱，若有强吸附物则可用0.1mol/LNaOH洗柱；若有脂溶性物质则可用非离子型去污剂洗柱后再生，也可用乙醇洗涤，其顺序为：0.5mol/LNaOH-水-乙醇-水-20%NaOH-水。保存离子交换剂时要加防腐剂。对阴离子交换剂宜用0.002%氯已定（洗必泰），阳离子交换剂可用乙基硫柳汞（0.005%）。有些产品建议用0.02%叠氮钠。

『肆』 离子交换树脂是什么

离子交换树脂是带有官能团（有交换离子的活性基团）、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。

『伍』 离子交换树脂

中国复树制脂论坛
http://www.shu.com.cn/bbs
有详细介绍

『陆』 什么叫做离子交换树脂的再生

1. 离子交换树脂是一种聚合物，带有相应的功能基团。一般情况下，常规的钠离子交版换树脂带有大量的权钠离子。当水中的钙镁离子含量高时，离子交换树脂可以释放出钠离子，功能基团与钙镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量降低，水的硬度下降。硬水就变为软水，这是软化水设备的工作过程。
   
   2.当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氯化钠溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程叫做“再生”。

『柒』 离子交换层析中流出物质顺序是什么

若用离子交换层析分离物质，以蛋白质为例，离子交换层析中，基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成。带有正电荷的称之阴离子交换树脂；而带有负电荷的称之阳离子树脂。离子交换层析同样可以用于蛋白质的分离纯化。

由于蛋白质也有等电点，当蛋白质处于不同的pH条件下，其带电状况也不同。阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质，所以这类蛋白质被留在柱子上，然后通过提高洗脱液中的盐浓度等措施，将吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。

反之阳离子交换基质结合带有正电荷的蛋白质，结合的蛋白可以通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的pH值洗脱下来。

(7)离子交换实验视频扩展阅读：

对于离子交换纤维素要用流水洗去少量碎的不易沉淀的颗粒，以保证有较好的均匀度，对于已溶胀好的产品则不必经这一步骤。

溶胀的交换剂使用前要用稀酸或稀碱处理，使之成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂常用“碱-酸-碱”处理，使最终转为-OH-型或盐型交换剂；对于阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理，使最终转为-H-型交换剂。

梯度不要上升太快，要恰好使移动的区带在快到柱末端时达到解吸状态。目的物的过早解吸，会引起区带扩散；而目的物的过晚解吸会使峰形过宽。

『捌』 离子交换层析法原理是什么

是以离子交换剂为固定相，依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别，而进行分离的一种层析方法

『玖』 实验室中,离子交换树脂常用于什么

纯化水质，某些物质的提纯（需要事先制备为液态）。

『拾』 离子交换树脂的工作原理

离子交换树脂原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程：

离子交换树脂作用环境中的水溶液中，含有的金属阳离子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，在水中易生成H+离子)上的H+进行离子交换，使得溶液中的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，（即为阳离子交换树脂原理）。

水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团，在水中易生成OH-离子）上的OH-进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH-交换到水中，（即为阴离子交换树脂原理）。而H+与OH-相结合生成水，从而达到脱盐的目的。

(10)离子交换实验视频扩展阅读：

离子交换树脂使用方法：

1、预选。离子交换树脂的粒度一般控制在20-35目，有些可达到50目，因此在使用前要先干燥，粉碎，过筛，通常干燥时在烘箱中进行，亦可在装有五氧化二磷、氧化钙或者浓硫酸的干燥器中进行，粉碎时不要分得过细，否则影响实验收率。

2、预处理。强碱性离子交换树脂应先用20倍树脂体积的4%氢氧化钠水溶液处理，然后用10倍体积的水洗，再用10倍量4%盐酸处理，最后用蒸馏水洗至中性，然后将氯型转化成OH型，再转化成氯型，最后用10倍4%氢氧化钠水溶液处理。弱碱性离子交换树脂处理时只需用10倍量蒸馏水洗即可，不必洗至中性。

3、装柱。将处理好的树脂至于烧杯中，加水充分搅拌除掉气泡，静置几分钟待树脂大部分沉降后，倾去上层泥状颗粒；反复操作直至上层液澄清后，即可装柱。注意要在柱子底部放1cm后的玻璃丝，用玻璃棒将其压平，将树脂倒入柱子中，还要注意防止气泡产生。

4、树脂交换。将样品配制成一定浓度的水溶液，以适当流速通过柱子，亦可将样品溶液反复通过柱子，直到成分交换完全。用显色法检验成分是否交换彻底。

5、树脂洗脱。注意亲和力弱的成分先被洗下来，常用的离子交换树脂洗脱剂有强酸、强碱、盐类、不同pH缓冲溶液、有机溶液等，可选择梯度洗脱或者单一浓度洗脱。

6、树脂再生。