3.离子交换5-7.ppt

* * (二)阴离子树脂 小白球在ZnCl2、A1CI3等催化剂作用下，用氯甲醚进行氯甲基化反应，再用相应的胺进行胺基化反应，便得各种碱性阴离子树脂。 　　例如，用三甲胺进行胺化反应，可得1型强碱性阴离子树脂，用二甲基乙醇胺进行胺化反应，则得Ⅱ型强碱性阴离子树脂。 丙烯酸系列阴离子树脂是将聚丙烯酸甲脂小白球，经二乙烯苯溶胀，用多乙烯多胺进行酰胺化反应生成多胺树脂，再以甲酸、甲醛进行甲基化反应，即得叔胺树脂。 * * 第七节 离子交换平衡（静力学） 　 当离子交换剂与电解质溶液接触时，则离子交换剂与电解质溶液中的两种不同反离子，便进行交换反应。 设溶液中的反离子为A，树脂相中原来的反离子为B，则交换反应为： R－B+　＋　A+　==　R－A+　＋　B+ （固） （液） （固） 　（液） 当反应达到平衡时，两种不同反离子A和B都同时存在于交换剂和溶液中。 离子交换平衡可以用离子交换等温线，以图解法表达出来，也可以用选择性系数或分离因数的数值以公式来描述。 * * 一、平衡系数(1) 离子交换的选择性是其重要特征之一，这反映出它对某些离子的亲合力。为定量描述选择常数，常用选择性系数这个术语。 在无机化学中，常用化学平衡常数K.对于稀溶液，活度系数接近于1 ，在离子交换过程中，用实际浓度（摩尔浓度）代替平衡常数公式中的活度称为平衡系数或称表观平衡常数。 (1-1) 由于K的定义式中不包含两相活度系数，故严格讲，平衡系数K并非常数。 * * 一、平衡系数(2) 若将交换离子A在两相中的平衡浓度[A]与[RA]分别表示为c与q，两相中的总离子浓度分别表示为c0与Q即: c0＝[A]十[B] Q＝[RA]十[RB] 式中，Q就是该树脂的全交换容量。于是得到: ［B］= c0-c [RB]＝Q一q 平衡系数K可表示为: (1-2) 式中：X与Y分别代表(c/co)与(q/Q),称为无因次浓度或对比浓度。即c与q分别以c0与Q作参比浓度。 * * 一、平衡系数(3) 以无因次浓度X、Y表示时，平衡系数K为： (1-3) 在分离技术上也常定义此常数为分离因数。即： (1-4) : 表明该树脂对A离子的亲和力较大，A优先富集于该树脂中。 应注意，分离因数与交换离于的价态无关，这一点在概念上与选择系数不同。 * * 二、选择性系数(1) 平衡系数K的数值反映该树脂对某离子的吸附亲和力，对于二组分溶液体系来说，K值则表征了该树脂对不同离子的相对亲和力，即选择性的大小。 故平衡系数K也称选择系数，以KBA或KAB表示。显然：在等价离子交换时选择性系数与分离因数相等。 对于不等价反应普遍写为： mRnB + nAm+ ==nRmA + mBn+ 则： (1-5) 在稀溶液情况下，选择系数KBA通常可看作常数。 ★ KBA――表示该树脂对A＋和B＋的相对亲和力（亦是两种反离子A和B对离子交换树脂亲和性的相对关系）。 * * 二、选择性系数(2) ▲ KBA＞1，表示该树脂对A离子的选择性大于B离子,A更容易交换B。（A的交换势比B大，或说明A比B对离子交换剂有更强的亲合性）。 KBA＞1时，树脂相中A离子浓度会大大提高。 但　KBA＞1，不一定是A交换B。如用NaCI溶液再生时，虽KNaCa1, 实是Na＋交换Ca2＋。 ▲ KBA＝1，说明A和B的交换势相当。 ▲ KBA＜1(或KAB＞1)则表明该树脂对B离子的吸附亲和力大于A离子。(也即是说在该状态下A离子不能交换B离子) * * 二、选择性系数(3) 以钠型树脂对A、B