离子交换分离 (2).ppt

5.5离子交换的应用5.试样中总盐量的测定如测定天然水中K+，Na+，Ca2+，Mg2+，SO42-，Clˉ，可取数升水先通过阳离子交换柱，再流过阴离子交换柱，然后用数十毫升稀HCl将阳离子洗脱，再用数十稀氨水慢慢洗脱各种阴离子，这样组分的浓度就增加数十倍至100倍。第92页,共93页，星期六，2024年，5月*感谢大家观看第93页,共93页，星期六，2024年，5月2、离子交换树脂对离子的选择性规律原因：由于Li+离子半径最小，静电引力最强，因此形成水合离子的现象最显著，形成的水合离子的半径最大，于是水合Li+的静电引力最弱，与树脂的亲和力最小。而Cs+离子裸半径最大的，静电场引力最弱，于是水合的Cs+半径就最小，静电引力就最强，与树脂的亲和力最强。（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。Li+Na+K+Rb+Cs+H+第60页,共93页，星期六，2024年，5月（3）强碱型阴离子交换树脂常见的强碱型阴离子树脂的亲和力顺序为：F￣OH￣CH3COO￣HCOO￣Cl￣NO2￣CN￣Br￣HSO4￣I￣CrO4￣SO4￣柠檬酸根离子OH-在Ac-与F-之间，离子交换树脂的碱性越弱，OH-与其亲和力越大。2、离子交换树脂对离子的选择性规律第61页,共93页，星期六，2024年，5月（4）弱碱型阴离子交换树脂常见的弱碱型阴离子的亲和力顺序为：F￣Cl￣Br￣I￣CH3COO￣MoO42￣PO43￣AsO43￣NO3￣酒石酸根离子CrO42￣SO42￣OH￣2、离子交换树脂对离子的选择性规律第62页,共93页，星期六，2024年，5月四、离子交换动力学离子交换过程：RA+内+B+外=RB+内+A+外离子交换的五个步骤：①溶液中的离子B+扩散通过树脂外表面的液膜到达树脂表面（外扩散）；②离子B+扩散透过树脂表面的半透膜到达交换位置（内扩散）；③离子B+和树脂上的可交换离子A+发生交换反应（化学反应）；④反应后释放出的A+离子从交换位置扩散到树脂的表面（内扩散）；⑤离子A+从树脂表面扩散通过液膜到达溶液中（外扩散）。第63页,共93页，星期六，2024年，5月浓度稀时（小于0.01mol/l），为外扩散控制{慢}；浓度浓时（大于0.1mol/l），为内扩散控制；当在0.01—0.1mol/l之间时，两种扩散速度相差不大，离子交换速度由两种扩散速度共同控制。第64页,共93页，星期六，2024年，5月2、影响外扩散速度的因素离子浓度：离子浓度越大，外扩散速度越大。温度升高一度，外扩散速度增加3~5%；搅拌速度越快，外扩散速度越快；树脂颗粒越小，外扩散速度越快。3、影响内扩散速度的因素离子浓度：离子浓度越高，内扩散速度越小。温度升高一度，内扩散速度增加4~8%；离子半径与电荷：阳离子每增加一个电荷，内扩散速度降低10倍；阴离子每增加一个电荷，内扩散速度降低7~8倍；第65页,共93页，星期六，2024年，5月5.4离子交换分离操作第66页,共93页，星期六，2024年，5月一、操作方式1、静态交换：间歇操作，实验室中常用；效率较低，操作繁琐，时间消耗多2、动态交换：连续操作，固定床、活动床溶液与树脂层发生相对移动；交换、再生、清洗等操作在交换装置的不同部位同时进行；效率高、连续化，但操作较复杂，树脂磨损大5.4离子交换分离操作第67页,共93页，星期六，2024年，5月二、树脂的选择树脂的粒度、形