酸性离子交换法

① 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。

② 离子交换层析法原理是什么

离子交换层析法 （ion exchange chromatography，简称IEC）是从复杂的混合物中，分离性质相似大分子的方法之一，依据的原理是物质的酸碱性、极性，也就是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。
离子交换层析法大致分为5个步骤：
1. 离子扩散到树脂表面。
2. 离子通过树脂扩散到交换位置。
3. 在交换位置进行离子交换；被交换的分子所带电荷愈多，它与树脂的结合愈紧密，也就愈不容易被其它离子取代。
4. 被交换的离子扩散到树脂表面。
5. 冲洗液通过，被交换的离子扩散到外部溶液中。
离子交换树脂的交换反应是可逆的，遵循化学平衡的规律，定量的混合物通过管柱时，离子不断被交换，浓度逐渐降低，几乎全部都能被吸附在树脂上；在冲洗的过程中，由于连续添加新的交换溶液，所以会朝正反应方向移动，因而可以把树脂上的离子冲洗下来。
如果被纯化的物质是氨基酸类的分子，则分子上的净电荷取决于氨基酸的等电点和溶液的pH值，所以当溶液的pH 值较低，氨基酸分子带正电荷，它将结合到强酸性的阳离子交换树脂上；随着通过的缓冲液pH逐渐增加，氨基酸将逐渐失去正电荷，结合力减弱，最后被洗下来。由于不同的氨基酸等电点不同，这些氨基酸将依次被洗出，最先被洗出的是酸性氨基酸，如apartic acid和glutamic acid（在约pH3~4时），随后是中性氨基酸，如glycine和alanine。碱性氨基酸如arginine和lysine在pH值很高的缓冲液中仍带有正电荷，因此这些在约pH值高达10~11时才出现。

③ 离子交换法，为何碱性及两性化合物是用氨水洗脱，酸性化合物是氢氧化钠洗脱，可以把氨水和氢氧化钠交换吗

酸碱中和原理

④ 强酸性阳离子交换树脂怎么再生

钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl 溶液再生，用药量为其交换容量的2倍 (用NaCl量为117g/ l 树脂)；氢型强酸内性树容脂用强酸再生，用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物。为此，宜先通入1～2%的稀硫酸再生。

⑤ 氢型强酸性阳离子交换树脂怎么分解

是电镀废水采用树脂吸附金后如何解析的意思吧？这不叫分解哦，纠正你一下哦！采用离子交换树脂法是处理含金电镀废水，此法是将离子交换树脂装于交换柱中，由于贵重金属离子的交换能力很强，只要选取合适的离子交换树脂，使用对电镀废水中的贵重金属吸附率可达99%以上，在离子交换树脂吸附饱和后，再将其进行回收精炼。对于吸附饱的离子交换树脂的处理，可有以下三种方法：

1. 焚烧法

用高温焚烧吸附饱和的离子交换树脂，金会因此而还原成金属态的黄金，然后将其取出后精炼纯化。此法是约有5%的金离子残留于溶液中而无法分离，因而不经济。

2. 酸烧法

加入98%的浓硫酸并加热到300℃以上，可将吸附金金属的饱和离子交换树脂烧解而得到还原态的黄金。此法有一定的危险性。

3. 树脂再生法

利用再生剂将吸附金金属的饱和离子交换树脂中的金金属洗脱，金金属会与再生剂结合形成无毒的溶液，然后再以一般的还原剂还原出金金属，再进行精炼，此法可从金金属废液中回收99%以上的金金属。些法可对离子交换树脂重复使用多次，经济性高、污染性低。

4. 原理说明

当金离子作为电镀使用而溶于水时，皆加氯化钾作为导电平衡盐，溶液中金离子会以络合离子型态存在，利用此特性，用强碱性阴离子交换树脂进行交换，可将溶液中的含金络离子吸附于树脂中，由于一般电镀液中的金属很少以络离子型态存在，大部分是以阴离子型态存在，故可利用此方法分离其他金属。

R-Cl＋KAuCl₂→R-［AuCl₂］＋KCl

利用酸性氧化剂及盐酸配制成再生剂，将金属络离子氧化成阳离子型态而脱离树脂，树脂转成氯型，这样可将树脂再生回到原来的状态而继续使用。

R-［AuCl₂］＋HCl ＋H₂O_2→R-Cl＋AuCl＋HCl＋O₂

三、另外，从有关资料上查得，现在有一种新的工艺，用硫脲浸出金的方法是近年来湿法冶金的一个研究热点。是使用强酸性阳离子交换树脂为吸附剂，以乙醇-硫酸水溶液为洗脱剂，对浸金液中硫脲金的富集。

另外我们现在提供氰化法，氯化法提金的多种树脂产品，不过说实话，如果你们的处理量不是很大的话，就采用直接焚烧吧，不过这种做法对环境造成很大的影响，量大的话不建议采用。希望以上回答能帮助，可能很多内容比较专业，如果你难以消化可以私密我。

⑥ 什么是离子交换的水软化法

离子交换软化法就是利用离子交换剂降低水中硬度的水处理方法。常用的离子版交权换剂有钠型树脂（RNa）、强酸性H(RH)型树脂和弱酸性H树脂。离子交换软化系统采用Na离子交换软化系统和H-Na离子交换脱碱软化系统。

⑦ 什么叫离子交换软化法

离子交换软化法是利用离子交换剂降低水中硬度的水处理方法。常用的离子交换剂有钠型树版脂（权RNa）、强酸性H(RH)型树脂和弱酸性H树脂。离子交换软化系统采用Na离子交换软化系统和H-Na离子交换脱碱软化系统。

⑧ 为什么说在 > 的条件下，经h离子交换的周期出水平均强酸酸度在数

为什么说在 > 的条件下，经h离子交换的周期出水平均强酸酸度在数
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。

⑨ 离子交换树脂酸碱再生的原理

用Na溶液再生强阳离子交换树脂时，宜采取分步再生法。开始以低浓度Na溶液再生，因为此回时从树脂上解吸答下来的Ca2+浓度高，但Na浓度较低，即使形成少量Ca2+Na沉淀也会被溶液冲走。然后逐步提高Na浓度，此时从树脂上解吸下来的Ca2+浓度低，不会形成Na沉淀。