离子交换分离法.ppt

第31页，讲稿共64页，2023年5月2日，星期三各类离子交换树脂的具体编号为：001—099强酸型阳离子交换树脂100—199弱酸型阳离子交换树脂200—299强碱型阴离子交换树脂300—399弱碱型阴离子交换树脂400—499螯合型离子交换树脂500—599两性型离子交换树脂600—699氧化还原型离子交换树脂第32页，讲稿共64页，2023年5月2日，星期三§5.3离子交换分离法的基本原理离子交换的亲和力离子交换平衡离子交换反应动力学第33页，讲稿共64页，2023年5月2日，星期三离子交换的亲和力1、亲和力：离子在离子交换树脂上的交换能力称为离子交换树脂对离子的亲和力。是离子交换分离某些元素的主要依据。2、影响亲和力大小的因素：离子的体积越大，电荷越低，静电引力越小，亲和力越小。决定于水合离子的大小和电荷数的多少。同价的离子，其水合离子半径大，亲和力小，反之则大。第34页，讲稿共64页，2023年5月2日，星期三3、离子交换树脂对离子的亲和力规律：1.强酸性阳离子交换树脂对不同价的离子，电荷越高，亲和力越大。Fe3+Mg2+Na+同电荷数离子水合离子半径小的亲和能力强Ca2+Mg2+Be2+K+Na+Li+2.弱酸性阳离子交换树脂：H+的亲和力比其他阳离子大，而其他阳离子的亲和力顺序与强酸性阳离子交换树脂相似。第35页，讲稿共64页，2023年5月2日，星期三3.强碱性阴离子交换树脂亲和力的顺序为：PO43-SO42-NO3-F-＜OH-＜CH3COO-＜HCOO-＜Cl-＜NO2-＜CN-＜Br-＜CrO42-＜NO3-＜HSO4-＜I-＜CrO4-＜SO42-＜柠檬酸根4.弱碱性阴离子交换树脂亲和力的顺序为：F-＜Cl-＜Br-＜I-=CH3COO-＜MoO42-＜PO43-＜AsO43-＜NO3-＜酒石酸根＜柠檬酸根＜CrO42-＜SO42-＜OH-第36页，讲稿共64页，2023年5月2日，星期三离子交换平衡1、离子交换反应例如，氢型阳离子交换树脂与溶液中一价阳离子发生交换反应，即：R-H+M+=R-M+H+如果在交换柱上交换，随着溶液下移，这种交换不断进行，直到溶液中的阳离子全部交换完毕为止。此时再向交换柱的顶端注入合适的洗提液时，则洗提液将树脂上己吸附的阳离子再交换到溶液中。第37页，讲稿共64页，2023年5月2日，星期三2、选择系数离子交换常数：交换系数[R-A]、[R-B]表示结合在树脂上的A离子和B离子浓度[A]S、[B]S表示溶液中A离子和B离子越大B越易被交换第38页，讲稿共64页，2023年5月2日，星期三值是反映离子交换剂对不同离子的结合力或选择性的参数若＞1，即[RB]＞[RA],表示离子交换剂对B+的结合力比A+大若=1，即[RB]=[RA],表示离子交换剂对B+的结合力与A+相等若＜1，即[RB]＜[RA],表示离子交换剂对B+的结合力比A+小，当[A+]=[B+]时，第39页，讲稿共64页，2023年5月2日，星期三（1）水合离子半径：半径越小，亲和力越大；（2）离子化合价：高价离子易于被吸附；（3）溶液pH：影响交换基团和交换离子的解离程度，但不影响交换容量；（4）离子强度：越低越好；（5）有机溶剂：不利于吸附；（6）交联度、膨胀度、分子筛：交联度大，膨胀度小，筛分能力增大；交联度小，膨胀度大，吸附量减少；（7）树脂与粒子间的辅助力：除静电力以外，还有氢键和范德华力等辅助力；影响离子交换选择性的因素第40页，讲稿共64页，2023年5月2日，星期三例1：已知某阳离子交换树脂的选择系数：KLiCs=3.25,KLiNa=1.98,那么KNaCs=?解：R-Li+Cs+=R-Cs+Li+R-Li+Na+=R-Na+Li+第41页，讲稿共64页，2023年5月2日，星期三R-Na+Cs+=R-Cs+Na+第42页，讲稿共64页，2023年5月2日，星期三离