[科普中国]-离子交换分离

基本概念

离子交换分离就是利用离子交换剂与溶液中的离子之间所发生的交换反应进行分离的方法。是一种固-液分离法1。

离子交换分离的特点（1）分离效率高；

（2）适用于带相反电荷的离子之间的分离，还可用于带相同电荷或性质相近的离子之间的分离；

（3）适用于微量组分的富集和高纯物质的制备；

（4）方法的缺点是操作较麻烦，周期长。一般只用它解决某些比较复杂的分离问题。

离子交换剂的种类和性质无机离子交换剂：（1）天然沸石：交换容量小，使用pH值范围窄；

（2）高价金属磷酸盐、高价金属水合氧化物。

有机离子交换剂——即离子交换树脂离子交换树脂：是具有网状结构的复杂的有机高分子聚合物，网状结构的骨架部分一般很稳定，不溶于酸、碱和一般溶剂。在网的各处都有许多可被交换的活性基团2。有机离子交换剂的分类及活性基团如下图所示：

离子交换分离操作程序树脂的选择和处理（1）据分离对象的要求，选择适当类型和粒度的树脂

如：钢铁中微量铝的测定，可用离子交换法消除铁的干扰。

（2）净化、除杂质和转型

强酸型阳离子交换树脂：用4mol/L的HCl浸泡1－2天，酸滤掉，用蒸馏水洗净——转化为R-SO3H（H+型）

强碱型阴离子交换树脂：用NaOH浸泡1－2天，碱滤掉，用蒸馏水洗净——转化为R-N+(CH3)3OH-（OH-型）

装柱、交换概念理解：

始漏点：流出液中开始出现未被交换的离子（承接检验有试液离子）；

始漏量：达始漏点时，被交换到柱子上的离子的量（mmol）