去离子水树脂阴阳离子交换树脂简析

Question

如题所述

Answer 1

离子交换树脂是一种由高分子多元酸或多元碱聚合而成的具有网状立体结构的聚合物。其基本结构稳定，不易受酸、碱、有机溶剂和弱氧化剂的影响，且对热有良好的稳定性。树脂的网状骨架上分布着可电离和交换的基团，如磺酸基(-SOH)、羧基(-COOH)和季胺基(-NROH)，正是这些基团赋予了树脂离子交换的特性。

常见的离子交换树脂种类有聚苯乙烯型，它由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成，其中二乙烯苯作为交联剂。磺化处理后，便制得阳离子交换树脂，如聚苯乙烯磺酸基阳树脂。通过替换磺酸基，可以得到其他阳离子交换树脂，如带有-COOH或-OH的树脂，这些树脂上的氢离子可以与样品溶液中的阳离子进行交换。

阴离子交换树脂与阳树脂类似，同样具有有机骨架，区别在于骨架上带有可离解的碱性基团，如-NH、-NH2和-NHR。如用NaOH处理，会转化为-OH型阴离子交换树脂，例如反应：R-N(CH)Cl + OH → R-N(CH)OH + Cl。阴树脂上的氢氧根离子可以与样品溶液中的阴离子进行交换。

阳树脂根据交换能力分为弱树脂和强树脂两大类，如H-R或Na-R，H代表氢离子。树脂的高度通常在0.8米到1.6米之间。在水通过树脂层时，上层的铁、钙、镁离子首先与树脂的H离子交换，随着水流下移，钾、钠、氨离子依次交换。当出水变为酸性，pH值小于3时，意味着反应接近终点，需用酸（如HCl）反洗，将钠、钙离子再次置换出来。