第四课时 离子交换分离法

离子交换分离法：利用离子交换剂与溶液中离子之间发生的交换反应进行分离的方法。

1.离子交换剂的种类

2 离子交换树脂的结构与性质      

高分子聚合物，具有网状结构，稳定性好。在网状结构的骨架上连接有活性基团，如-SO3H, -COOH,-N(CH3)3Cl等，它们可以与溶液中的离子进行交换。

离子交换的过程：

R-SO3H + Na+ → R-SO3Na + H+

R-N(CH3)3 OH+ Cl-→ R-N(CH3)3 Cl + OH-

交联度:树脂合成中，二乙烯苯为交联剂，树脂中含有二乙烯苯的百分率就是该树脂的交联度。      

  交联度小，溶涨性能好，交换速度快，选择性差，机械强度也差；

  交联度大的树脂优缺点正相反。

  一般4~14％适宜。

交换容量:每克干树脂所能交换的物质的量(mmol)。一般树脂的交换容量3~6mmol/g。

3 离子交换树脂的亲合力

离子在离子交换树脂上的交换能力，与水合离子半径、电荷、离子的极化程度有关。

水合离子半径↓,电荷↑,离子的极化程度↑,亲和力↑

a 阳离子交换树脂

  强酸性阳离子交换树脂

     Li+ ＜H+ ＜Na+ ＜NH4+ ＜K+ ＜Rb+ ＜Cs+ ＜Ag+ ＜Tl+

     U(VI)＜Mg2+＜Zn2+＜Co2+＜Cu2+＜Cd2+＜Ni2+＜Ca2+＜Sr2+＜Pb2+＜Ba2+

     Na+＜Ca2+＜Al3+＜Th4+

  对于弱酸性阳离子交换树脂，H＋的亲合力大于阳离子 

b.阴离子交换树脂

强碱型阴离子交换树脂

F-＜OH-＜CH3COO-＜HCOO-＜Cl-＜NO2-＜CN-＜Br-＜C2O42-＜NO3-＜HSO4-＜I-＜CrO42-＜SO42-＜Cit.

弱碱型阴离子交换树脂

F-＜Cl-＜Br＜I-＜CH3COO-＜MoO42-＜PO43-＜AsO43-＜NO3-＜CrO42-＜SO42-＜OH-