离子交换操作步骤 ppt课件
合集下载
《离子交换分离法》幻灯片
洗出液 eluate
21
五、离子交换别离法的应用 1、制备去离子水
阳
离
子
H+
交
换
R-SO3H + M+ ⇌ R-SO3M + H+ RN+H3OH- + X- ⇌ RN+H3X- + OHH+ + OH- ⇌ H2O
阴 离 OH- 子 交 换
去离子水 de-ionized water
22
Anal. Chem.
— COOH 或 — SO3H 季 铵 碱 — N(CH3)+OH- 或 伯胺、仲胺或叔胺 磷酸三丁酯与苯乙烯— —二乙烯苯聚合物
1— 14 6— 14
0— 12 0— 9
弱酸—弱 碱
— 1— 14 6— 14 0— 12 0— 9
弱酸—弱 碱
交换容量
（干） m m ol/g
4— 5 9
2.5— 4 5— 9
例如：Na+＜Ca2+＜Al3+＜Th〔IV〕
〔2〕当离子价态一样时．亲和力随着水合离子半径减小而增大。
一价离子：Li+＜H+＜Na+＜NH4+＜K+＜Rb+＜Cs+＜ Ag+＜Tl+
二价离子：UO22+＜Mg2+＜Zn2+＜Co2+＜Cu2+＜Cd2+ ＜Ni2+＜Ca2+＜Sr2+＜Pb2+＜Ba2+
对性H高+，离适子用R 的于亲N 别合离(C 能强力3度H )强3不，同不的适有用机于碱强酸溶液，易用酸洗脱，选择
离子交换操作步骤(共15张PPT)
静态交换：是将树脂与交换溶液混合置于一定的容器中搅拌
进行。静态交换操作方法简单、设备要求低，需分批进行， 交换不完全，效率低。
柱上操作：先在柱中充以水，下端铺玻璃毛，在装柱和整个 交换洗脱过程中，树脂层要浸在液面下，防止混入气泡形 成沟流，柱中树脂层高度是柱内径的10～20倍
实验室中：交换柱
(1)中间树脂局部被交换，称为“交界层〞 (3)此时，被交换到柱上的离子量称为始漏 ②酸碱处理：除去与官能团结合的杂质。 阳离子树脂采用HCl作洗脱液3～4 M，易洗脱的可用稀酸2 M洗Ca2+ ， 选择离子交换树脂的原那么 别离用细些均匀性好，80～100目或100～120目； (2)随着试液的流入，交界层下移，当流出 常量组分一般在100～200目，微量组分一般在200～400目。 换新盐酸再浸一段时间，再去离子洗至中性得到H+型阳或Clˉ型阴离子交换树脂。 换新盐酸再浸一段时间，再去离子洗至中性得到H+型阳或Clˉ型阴离子交换树脂。 洗脱作用也是由上而下地依次进行的。 量。 洗脱剂浓度：太小效率低，太大树脂脱水收缩，树脂内离子不易洗脱。 洗脱作用也是由上而下地依次进行的。 阳离子树脂采用HCl作洗脱液3～4 M，易洗脱的可用稀酸2 M洗Ca2+ ，
能力。 ③转型：即树脂去杂后，赋予平子交换：将待别离的溶液倾入交换柱，使其按某一
定的适当的速度流经树脂层，
2R—SO3H+Ca2+→(RSO3)2Ca+2H+
树脂颗粒的大小：树脂愈粗，曲线向右移动，达相同洗脱率，洗脱剂量增加。
(1)中间树脂局部被交换，称为“交界 柱上操作：先在柱中充以水，下端铺玻璃毛，在装柱和整个交换洗脱过程中，树脂层要浸在液面下，防止混入气泡形成沟流，柱中树脂层高
进行。静态交换操作方法简单、设备要求低，需分批进行， 交换不完全，效率低。
柱上操作：先在柱中充以水，下端铺玻璃毛，在装柱和整个 交换洗脱过程中，树脂层要浸在液面下，防止混入气泡形 成沟流，柱中树脂层高度是柱内径的10～20倍
实验室中：交换柱
(1)中间树脂局部被交换，称为“交界层〞 (3)此时，被交换到柱上的离子量称为始漏 ②酸碱处理：除去与官能团结合的杂质。 阳离子树脂采用HCl作洗脱液3～4 M，易洗脱的可用稀酸2 M洗Ca2+ ， 选择离子交换树脂的原那么 别离用细些均匀性好，80～100目或100～120目； (2)随着试液的流入，交界层下移，当流出 常量组分一般在100～200目，微量组分一般在200～400目。 换新盐酸再浸一段时间，再去离子洗至中性得到H+型阳或Clˉ型阴离子交换树脂。 换新盐酸再浸一段时间，再去离子洗至中性得到H+型阳或Clˉ型阴离子交换树脂。 洗脱作用也是由上而下地依次进行的。 量。 洗脱剂浓度：太小效率低，太大树脂脱水收缩，树脂内离子不易洗脱。 洗脱作用也是由上而下地依次进行的。 阳离子树脂采用HCl作洗脱液3～4 M，易洗脱的可用稀酸2 M洗Ca2+ ，
能力。 ③转型：即树脂去杂后，赋予平子交换：将待别离的溶液倾入交换柱，使其按某一
定的适当的速度流经树脂层，
2R—SO3H+Ca2+→(RSO3)2Ca+2H+
树脂颗粒的大小：树脂愈粗，曲线向右移动，达相同洗脱率，洗脱剂量增加。
(1)中间树脂局部被交换，称为“交界 柱上操作：先在柱中充以水，下端铺玻璃毛，在装柱和整个交换洗脱过程中，树脂层要浸在液面下，防止混入气泡形成沟流，柱中树脂层高
Lecture4_离子交换
(1)强碱型： 常见阴离子的亲和力顺序为： F-＜OH-＜CH3COO-＜HCOO-＜C1-＜NO2-＜CN＜Br-＜C2O42-＜NO3-＜HSO42-＜I-＜CrO42-＜ SO42-＜柠檬酸根离子
(2)弱碱型: F-＜C1-＜Br-＜I-＜CH3COO-＜Mo052-＜P043-＜ AsO43-＜NO3-＜酒石酸根离子<CrO42-＜SO42-＜ OH-
24
25
为H＋型。 • 阴离于交换树脂可用l mol/L氢氧化钠处理，将其
转化成OH－型。
20
四、 离子交换分离法的应用
1. 电解质与非电解质的分离： 如：牛奶中重金属离子的分离富集。
2. 水的净化——去离子水的制备。
21
3. 微量组分的分离富集
例：矿石中痕量铂、钯的测定。 （1）矿石溶解 （2）加入较浓的HCl，Pt(Ⅳ)，Pd(Ⅱ)转化为 PtCl62-或PdCl42-阴离子 （3）试液通过装有Cl－强碱性阴离子交换树脂微型 交换柱 （4）PtCl62-或PdCl42-被交换于树脂上 （5）取出树脂 → 高温灰化→王水浸取残渣→ 定容 （6）分光光度法测定Pt(Ⅳ)，Pd(Ⅱ)。
16
3. 洗涤过程
• 洗涤过程： 将离子交换树脂柱上的残留试液（包括未 与树脂发生交换作用的物质）及被树脂交 换出的离子洗去的过程。
• 洗涤剂：不含试样的、其它成分及酸度与 试样溶液相同的“空白”试液或水。
17
4. 洗脱过程
• 洗脱(淋洗)过程：将交换到树脂上的离子，用洗 脱剂(或淋洗剂)置换下来的过程，是交换过程的 逆过程。
3
• 主要的有机离子交换剂： 1. 凝胶树脂 2. 大孔树脂 3. 阳离子交换树脂 4. 阴离子交换树脂 5. 螯合离子交换树脂 6. 氧化还原离子交换树脂
(2)弱碱型: F-＜C1-＜Br-＜I-＜CH3COO-＜Mo052-＜P043-＜ AsO43-＜NO3-＜酒石酸根离子<CrO42-＜SO42-＜ OH-
24
25
为H＋型。 • 阴离于交换树脂可用l mol/L氢氧化钠处理，将其
转化成OH－型。
20
四、 离子交换分离法的应用
1. 电解质与非电解质的分离： 如：牛奶中重金属离子的分离富集。
2. 水的净化——去离子水的制备。
21
3. 微量组分的分离富集
例：矿石中痕量铂、钯的测定。 （1）矿石溶解 （2）加入较浓的HCl，Pt(Ⅳ)，Pd(Ⅱ)转化为 PtCl62-或PdCl42-阴离子 （3）试液通过装有Cl－强碱性阴离子交换树脂微型 交换柱 （4）PtCl62-或PdCl42-被交换于树脂上 （5）取出树脂 → 高温灰化→王水浸取残渣→ 定容 （6）分光光度法测定Pt(Ⅳ)，Pd(Ⅱ)。
16
3. 洗涤过程
• 洗涤过程： 将离子交换树脂柱上的残留试液（包括未 与树脂发生交换作用的物质）及被树脂交 换出的离子洗去的过程。
• 洗涤剂：不含试样的、其它成分及酸度与 试样溶液相同的“空白”试液或水。
17
4. 洗脱过程
• 洗脱(淋洗)过程：将交换到树脂上的离子，用洗 脱剂(或淋洗剂)置换下来的过程，是交换过程的 逆过程。
3
• 主要的有机离子交换剂： 1. 凝胶树脂 2. 大孔树脂 3. 阳离子交换树脂 4. 阴离子交换树脂 5. 螯合离子交换树脂 6. 氧化还原离子交换树脂
离子交换树脂离子交换原理ppt课件
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
3．密度
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
(f) H型树脂与水中Ca2+、Mg2+、Na+交换时水质变化 离子交换柱工作过程
进水初期，进水中所用阳离子均交换出H+，生成相当量的无机酸，出水 酸度保持定值。运行至a点时，Na+首先穿透，且迅速增加，同时酸度降低， 当Na+泄漏量增大到与进水中强酸阴离子含量总和相当时,出水开始呈现碱性； 当Na+增加到与进水阳离子含量总和相等时，出水碱度也增加到与进水碱度 相等。至此，H离子交换结束，交换器开始进行Na+交换，稳定运行至b点之 后，硬度离子开始穿透，出水Na+含量开始下降，最后出水硬度接近进水硬 度，出水Na+接近进水Na+，树脂层全部饱和。
化学性能 1.再生：离子交换反应的可逆性交换的逆反应。 2.酸碱性：树脂在水中电离出H+和OH-,表现出酸碱性。树 脂的酸碱性受pH值影响，各种树脂在使用时都有适当 的pH值范围。 3.选择性：树脂对水中某种离子能优先交换的性能称为 选择性，选择性大小用选择性系数来表征。 4.交换容量：表示树脂的交换能力。通常用EV（mmol/ml 湿树脂）表示，也可用EW（mmol/g干树脂）表示。 EV＝EW×（1-含水量）×湿视视密度
影响离子交换扩散速度的因素 1.树脂的交联度越大，网孔越小，则内扩散越慢。 2.树脂颗粒越小，由于内扩散距离缩短和液膜扩散的表面
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
吸附能力。 ③转型：即树脂去杂后，赋予平衡离子的过程。
16
某一定的适当的速度经树脂层，
2R—SO3H+Ca2+→(RSO3)2Ca+2H+
(1)中间树脂部分被交换，称为“交界层”
cH+=c0
(2)随着试液的流入1.0，交界层下移，当流出
液中开始出现c未/c被0 交换的离子时，交换过
x程达到了“始漏0.5点”。 穿透体积
(3)此时，被交换到柱上的离子量称为始漏
5
2.预处理：
处理时，先采用4～6 M HCl泡1～2天，以溶 解除去树脂中杂质，然后去离子水洗至中性，浸 在去离子水中备用；换新盐酸再浸一段时间，再 去离子洗至中性得到H+型阳或Clˉ型阴离子交换 树脂。
Na+—型，NH4+—型，SO42-型可分别用NaCl、
NH4Cl、H2SO4处理
6
3.离子交换操作的方式 静态交换：是将树脂与交换溶液混合置于一定的容器中
搅拌进行。静态交换操作方法简单、设备要求低，需分 批进行，交换不完全，效率低。
柱上操作：先在柱中充以水，下端铺玻璃毛，在装柱和 整个交换洗脱过程中，树脂层要浸在液面下，防止混入 气泡形成沟流，柱中树脂层高度是柱内径的10～20倍
7
实验室中：交换柱
8
9
10
离子交换车间 11
⑴离子交换：将待分离的溶液倾入交换柱，使其按
13
⑶洗脱：将被交换的离子冼脱下来，可在洗脱液中 测定该交换组分 阳离子树脂采用HCl作洗脱液3～4 M，易洗脱的可
用稀酸2 M洗Ca2+ ， 阴离子树脂可用HCl，NaCl，NaOH
14
洗脱是交换的逆过程，当洗脱液不断地倾入交换柱时，已 交换在柱子上的阳离子或阴离子就不断地被洗脱下来。洗脱 作用也是由上而下地依次进行的。
影响洗脱百分率的因素： 树脂颗粒的大小：树脂愈
粗，曲线向右移动，达相 同洗脱率，洗脱剂量增加。 洗脱剂浓度：太小效率低， 太大树脂脱水收缩，树脂 内离子不易洗脱。 流速：流速大，曲线向右。
15
⑷再生:是指是离子交换树脂重新具有交换能力的过 程 ①去杂：大量水冲洗，去除树脂表面和孔隙内杂质。 ②酸碱处理：除去与官能团结合的杂质。恢复静电
cH+=0
H+
量。
0 c/c0 1.0
Na+
0
ab
流出体积
12
⑵洗涤：将留在交换柱中不发生交换作用的离子洗 下，一般用水或稀酸或与试液相同酸度的酸溶液来 洗涤。 如分离Fe3+为例，在4M HCl中交换。树脂先用4M
溶液淋洗到流出液的酸度为4M，然后交换Fe3+， Fe3+以FeCl4ˉ的形式交换留在柱上。
分离操作方法
1
离子交换分离操作流程
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
1.选择离子交换树脂的原则
常用强酸，强碱型离子交换树脂。 测钢铁中Al3+，Fe3+干扰，可用HCl处理使
Fe3+→FeCl4ˉ，再通过阴离子树脂，消除对Al3+干 扰。 颗粒度：制去离子水可用较粗颗粒，50～100目 ；分离用细些均匀性好，80～100目或100～120目 ；离子交换层析应更细些。常量组分一般在100～ 200目，微量组分一般在200～400目。
16
某一定的适当的速度经树脂层，
2R—SO3H+Ca2+→(RSO3)2Ca+2H+
(1)中间树脂部分被交换，称为“交界层”
cH+=c0
(2)随着试液的流入1.0，交界层下移，当流出
液中开始出现c未/c被0 交换的离子时，交换过
x程达到了“始漏0.5点”。 穿透体积
(3)此时，被交换到柱上的离子量称为始漏
5
2.预处理：
处理时，先采用4～6 M HCl泡1～2天，以溶 解除去树脂中杂质，然后去离子水洗至中性，浸 在去离子水中备用；换新盐酸再浸一段时间，再 去离子洗至中性得到H+型阳或Clˉ型阴离子交换 树脂。
Na+—型，NH4+—型，SO42-型可分别用NaCl、
NH4Cl、H2SO4处理
6
3.离子交换操作的方式 静态交换：是将树脂与交换溶液混合置于一定的容器中
搅拌进行。静态交换操作方法简单、设备要求低，需分 批进行，交换不完全，效率低。
柱上操作：先在柱中充以水，下端铺玻璃毛，在装柱和 整个交换洗脱过程中，树脂层要浸在液面下，防止混入 气泡形成沟流，柱中树脂层高度是柱内径的10～20倍
7
实验室中：交换柱
8
9
10
离子交换车间 11
⑴离子交换：将待分离的溶液倾入交换柱，使其按
13
⑶洗脱：将被交换的离子冼脱下来，可在洗脱液中 测定该交换组分 阳离子树脂采用HCl作洗脱液3～4 M，易洗脱的可
用稀酸2 M洗Ca2+ ， 阴离子树脂可用HCl，NaCl，NaOH
14
洗脱是交换的逆过程，当洗脱液不断地倾入交换柱时，已 交换在柱子上的阳离子或阴离子就不断地被洗脱下来。洗脱 作用也是由上而下地依次进行的。
影响洗脱百分率的因素： 树脂颗粒的大小：树脂愈
粗，曲线向右移动，达相 同洗脱率，洗脱剂量增加。 洗脱剂浓度：太小效率低， 太大树脂脱水收缩，树脂 内离子不易洗脱。 流速：流速大，曲线向右。
15
⑷再生:是指是离子交换树脂重新具有交换能力的过 程 ①去杂：大量水冲洗，去除树脂表面和孔隙内杂质。 ②酸碱处理：除去与官能团结合的杂质。恢复静电
cH+=0
H+
量。
0 c/c0 1.0
Na+
0
ab
流出体积
12
⑵洗涤：将留在交换柱中不发生交换作用的离子洗 下，一般用水或稀酸或与试液相同酸度的酸溶液来 洗涤。 如分离Fe3+为例，在4M HCl中交换。树脂先用4M
溶液淋洗到流出液的酸度为4M，然后交换Fe3+， Fe3+以FeCl4ˉ的形式交换留在柱上。
分离操作方法
1
离子交换分离操作流程
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
1.选择离子交换树脂的原则
常用强酸，强碱型离子交换树脂。 测钢铁中Al3+，Fe3+干扰，可用HCl处理使
Fe3+→FeCl4ˉ，再通过阴离子树脂，消除对Al3+干 扰。 颗粒度：制去离子水可用较粗颗粒，50～100目 ；分离用细些均匀性好，80～100目或100～120目 ；离子交换层析应更细些。常量组分一般在100～ 200目，微量组分一般在200～400目。