离子交换柱色谱ppt
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离子交换柱色谱ppt课件
（二）分离方式 1、利用样品组分选择性系数不同来分离 2、利用各组分离解度的差别来分离 3、形成配离子后进行离Байду номын сангаас交换分离
11
三、操作方法 ·一般在柱中进行，避免产生逆交换
（一）树脂的处理和再生 ·处理：·除杂
·阳离子交换树脂转变为氢型： 浸蒸馏水水溶胀—5%-10%盐酸处理—蒸馏水洗至中性
·阴离子交换树脂转变为氯型或羟基型： 浸蒸馏水水溶胀—10%NaOH或10%NaCl处理—蒸馏水洗至中 性
·特点：热稳定性高、不溶于水和许多有机溶剂、化学性质稳 定
5
2）阴离子交换树脂——以阴离子作为交换离子
·基团：通常含—NH2、—NHR、—NR2或—N⁺R3X⁻等活性基 团
①强碱性阴离子交换树脂：含季铵
·特点：·在酸、碱和有机溶剂中较稳定 ·可在酸性、碱性和中性溶液中进行阴离子交换 ·交换容量不随溶液PH值而变
9
二、影响选择系数的因素及分离方式
库仑力
（一）主观因素
电荷、离子裸半径
离子水合程度
·Ks与电荷成正比，与水合离子半径成反比，与离子裸半径成
正比
·主、客观因素及规律：书P260 ①常温、稀溶液：阳离子电荷越高，亲和力越大（优先考虑电 荷）
②常温、稀溶液：等价阳离子半径越大，亲和力越大
③阴离子亲和力顺序
·低交联度树脂：·渗透性好 ·易变形、耐压差
2）交换容量 ·每克干树脂中真正参加交换反应的基团数，单位：mmol/g 或mmol/ml ·表示离子交换树脂进行离子交换能力的大小
7
3）溶胶 ·树脂存在大量极性基团，具有强吸湿性，当树脂侵入水中， 大量水进入树脂内部，引起树脂膨胀的现象
·交联度高，溶胀小 ·交联度低，溶胀大
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三、操作方法 ·一般在柱中进行，避免产生逆交换
（一）树脂的处理和再生 ·处理：·除杂
·阳离子交换树脂转变为氢型： 浸蒸馏水水溶胀—5%-10%盐酸处理—蒸馏水洗至中性
·阴离子交换树脂转变为氯型或羟基型： 浸蒸馏水水溶胀—10%NaOH或10%NaCl处理—蒸馏水洗至中 性
·特点：热稳定性高、不溶于水和许多有机溶剂、化学性质稳 定
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2）阴离子交换树脂——以阴离子作为交换离子
·基团：通常含—NH2、—NHR、—NR2或—N⁺R3X⁻等活性基 团
①强碱性阴离子交换树脂：含季铵
·特点：·在酸、碱和有机溶剂中较稳定 ·可在酸性、碱性和中性溶液中进行阴离子交换 ·交换容量不随溶液PH值而变
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二、影响选择系数的因素及分离方式
库仑力
（一）主观因素
电荷、离子裸半径
离子水合程度
·Ks与电荷成正比，与水合离子半径成反比，与离子裸半径成
正比
·主、客观因素及规律：书P260 ①常温、稀溶液：阳离子电荷越高，亲和力越大（优先考虑电 荷）
②常温、稀溶液：等价阳离子半径越大，亲和力越大
③阴离子亲和力顺序
·低交联度树脂：·渗透性好 ·易变形、耐压差
2）交换容量 ·每克干树脂中真正参加交换反应的基团数，单位：mmol/g 或mmol/ml ·表示离子交换树脂进行离子交换能力的大小
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3）溶胶 ·树脂存在大量极性基团，具有强吸湿性，当树脂侵入水中， 大量水进入树脂内部，引起树脂膨胀的现象
·交联度高，溶胀小 ·交联度低，溶胀大
第二章 离子交换色谱
分离柱长度
分离柱的长度影响理论塔板数（即柱效）。若两支 分离柱串联，得到分离效率的增加将导致相似保留特 性的离子之间较好的分离，同时保留时间也增加。
分离柱的长度也影响柱子的交换容量。当样品中被 测离子的浓度远小于其他离子的浓度时，推荐用长分 离柱以增加柱容量。
（2）固定相
固定相—分离的核心
• • • • 不同分离模式所采用的固定相不同； 最常用固定相是离子交换剂（树酯）； 载体（基质）与功能基团； 固定离子与可交换离子。
固定相组成
阴离子交换剂类型
强碱型：季胺基（-N+(CH3)3OH-）
弱碱型：伯、仲、叔胺基
（3）淋洗液
抑制型电导检测阴离子交换色谱常用淋洗液
淋洗剂 Na2B4O7 NaOH 抑制产物 H3BO3 H2O 淋洗强度 很弱 弱
NaHCO3
NaHCO3 + Na2CO3 H2NCH(R)COOH + NaOH
Column: Eluent: Eluent Source: Temperature: Flow Rate: Inj. Volume: Detection: IonPac CG16, CS16 (5 mm) 26 mM Methanesulfonic acid EG40 30 °C 1.5 mL/min 10 µL Suppressed Conductivity CSRS®-ULTRA AutoSuppression® recycle mode 1. 2. 3. 4. 5. 6. Lithium <0.2 mg/L (ppm) Sodium 200 Ammonium 0.03 Potassium 0.5 Magnesium 8.0 Calcium 20
第二章 离子交换色谱
柱色谱PPT课件
24
吸附色谱三要素－洗脱剂
极性 小
大
溶剂组合
己烷－苯 苯－乙醚 苯－乙酸已酯 氯仿－乙酸已酯 氯仿－甲醇 丙酮－水 甲醇－水
25
吸附色谱三要素－洗脱剂
层析时，如被分离的物质含有羧基或氨 基等极性强的官能团，容易发生色带扩散和 拖尾现象，为了防止这种现象达到有效分离: ❖ 在分离含有羧基的试样时，可加少量的醋 酸； ❖在分离含有氨基试样时，可加少量的氨水、 吡啶、二已胺等溶剂，以控制它们的解离， 消除拖尾，提高层析效能。
溶于层析时所用的溶剂中； 2）能保持一定量的固定相，并使流动相能自由通过，
并不改变其组成； 3）保持固定相的量应尽量多，最好能达到支持剂重
量的50％以上。
30
分配色谱三要素-支持剂和固定相
❖ 纤维素：含水量可达25％，层析用纤维素可分两 种，即天然纤维素和微晶纤维素。纤维素上有许 多羟基，易与水形成氢键而将水吸附，这种吸附 着的水分形成分配柱层析中的固定相。
31
分配色谱三要素-洗脱剂
2 溶剂（洗脱剂） 一般是根据分配层析所使用的固定相和欲分
离化合物的性质来选择溶剂。在分配层析中通常 是用水为固定相，选用与水不混溶的溶剂作为流 动相。
在实际操作中多用混合溶剂作为洗脱剂，使 用时可调整溶剂系统的组成和各组分的比例，以 获得理想的溶剂系统，并加入醋酸、氨水等弱酸、 弱碱，以防止某些被分离组分的离解。
干法装柱 将吸附剂通过漏斗形成细流，慢慢加入柱内， 同时不断敲打使之均匀。 打开下端活塞，从上端倒入洗脱剂冲柱，以排 出柱内气泡，并保留一定液面
湿法装柱
在柱中装入最初要用的洗脱剂，再倒入吸附剂， 同时打开下端活塞，使洗脱剂带动吸附剂沉降 到柱下端至完全，在吸附剂上面加少许棉花或 小片滤纸。
吸附色谱三要素－洗脱剂
极性 小
大
溶剂组合
己烷－苯 苯－乙醚 苯－乙酸已酯 氯仿－乙酸已酯 氯仿－甲醇 丙酮－水 甲醇－水
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吸附色谱三要素－洗脱剂
层析时，如被分离的物质含有羧基或氨 基等极性强的官能团，容易发生色带扩散和 拖尾现象，为了防止这种现象达到有效分离: ❖ 在分离含有羧基的试样时，可加少量的醋 酸； ❖在分离含有氨基试样时，可加少量的氨水、 吡啶、二已胺等溶剂，以控制它们的解离， 消除拖尾，提高层析效能。
溶于层析时所用的溶剂中； 2）能保持一定量的固定相，并使流动相能自由通过，
并不改变其组成； 3）保持固定相的量应尽量多，最好能达到支持剂重
量的50％以上。
30
分配色谱三要素-支持剂和固定相
❖ 纤维素：含水量可达25％，层析用纤维素可分两 种，即天然纤维素和微晶纤维素。纤维素上有许 多羟基，易与水形成氢键而将水吸附，这种吸附 着的水分形成分配柱层析中的固定相。
31
分配色谱三要素-洗脱剂
2 溶剂（洗脱剂） 一般是根据分配层析所使用的固定相和欲分
离化合物的性质来选择溶剂。在分配层析中通常 是用水为固定相，选用与水不混溶的溶剂作为流 动相。
在实际操作中多用混合溶剂作为洗脱剂，使 用时可调整溶剂系统的组成和各组分的比例，以 获得理想的溶剂系统，并加入醋酸、氨水等弱酸、 弱碱，以防止某些被分离组分的离解。
干法装柱 将吸附剂通过漏斗形成细流，慢慢加入柱内， 同时不断敲打使之均匀。 打开下端活塞，从上端倒入洗脱剂冲柱，以排 出柱内气泡，并保留一定液面
湿法装柱
在柱中装入最初要用的洗脱剂，再倒入吸附剂， 同时打开下端活塞，使洗脱剂带动吸附剂沉降 到柱下端至完全，在吸附剂上面加少许棉花或 小片滤纸。
《离子色谱分析法》课件
分离
样品在色谱柱中进行分离，不同 的离子根据其特性被分离出来。
离子色谱仪的维护与保养
定期清洗色谱柱
根据使用情况，定期清洗色谱柱，以保持其分离效果和使用寿命。
定期校准检测器
为了保证检测结果的准确性，应定期对检测器进行校准。
保持仪器清洁
定期清洁仪器表面和内部部件，防止污染和堵塞。
建立维护档案
记录仪器的使用和维护情况，方便管理和追踪。
食品工业
用于检测食品中的添加剂、农药残留等，保 障食品安全。
生物医学
用于研究生物体内离子的变化，辅助疾病诊 断和治疗。
工业生产
在化工、制药等领域，用于产品质量控制和 生产过程监控。
提高离子色谱分析法的准确度和灵敏度的方法
01
优化样品前处理
采用先进的样品前处理技术，如 固相萃取、膜过滤等，降低基质 干扰，提高待测离子的提取率。
废水处理
在废水处理过程中，离子色谱分析法可用于检测 废水中的有害离子，如重金属离子和硫化物等， 确保废水达标排放。
大气污染监测
离子色谱分析法可用于监测大气中的气溶胶和气 体中的阴阳离子，了解大气污染状况和来源。
在食品检测中的应用
食品添加剂检测
01
离子色谱分析法可用于检测食品中的添加剂，如甜味剂、防腐
离子色谱分析法的应用领域
环境监测
用于检测水、土壤、空气等环境样品中 的阴阳离子，如硝酸根、硫酸根、氯离
子等。
制药
用于药物的分离和纯化，以及药物中 杂质的检测和控制。
食品分析
用于检测食品中的无机离子和有机酸 ，如水果、蔬菜、饮料等中的硝酸根 、硫酸根、磷酸根等。
其他领域
样品准备
根据分析目的和样品类型，进行 适当的样品处理，如稀释、过滤
柱色谱分离实验ppt课件
•
二、实 验 原 理
固定相、流动相的物理状态
液—固色谱法 气—固色谱法 气—液色谱法
液—液色谱法 柱柱色色谱谱法法（（ccoolluummnncchhrroommaattooggrraapphhyy））
色
纸色谱法（paper chromatography）
谱 操作形式 薄层色谱法（TLC）
法
气相色谱（GC）
级的物质量。 分析速度快 几分钟或几十分钟内可以完成一个试样分析。
柱色谱法分离甲基橙和甲基蓝
实验原理
甲基橙和亚甲基蓝均为指示剂,它们的结构式如下所示:
甲基橙
亚甲基蓝
由于甲基橙和亚甲基蓝的结构不同,极性不同,吸附剂对它们的 吸附能力不同,洗脱剂对它们的解析速度也不同,极性小、吸附能力弱、
解析速度快的亚甲基蓝先被洗脱下来，而极性大、吸附能力强、解析 速度慢的甲基橙后被洗脱下来，从而使两种物质得以分离。本实验以 硅胶为吸附剂，95%乙醇作为洗脱剂，先洗出亚甲基蓝，再用蒸馏水 作洗脱剂把甲基橙洗脱下来。
三、实 验 内 容
加样 样品为液体，可直接加样；样品为固体，可选
择合适溶剂溶解为液体再加样。加样时，要沿管 壁慢慢加入至柱顶部，勿使样品搅动吸附剂表面。
洗脱
三、实 验 内 容
在柱顶不断加入洗脱剂，使 洗脱剂永远保持有适当的量，不 要让洗脱剂表面流干，使流动相 流速适当。
•洗脱时应注意：
•（1）向柱内加入95%乙醇溶液洗脱（可以通过注射器沿管壁或安 装滴液漏斗）在恒压或加压条件下进行洗脱。控制流出速度1滴/秒 。逐渐出现色层带分离。
三、实实验验步 内骤:容 柱色谱操作：
•干法：10g 硅胶 +乙醇
•先用乙醇 后用水
•操作
二、实 验 原 理
固定相、流动相的物理状态
液—固色谱法 气—固色谱法 气—液色谱法
液—液色谱法 柱柱色色谱谱法法（（ccoolluummnncchhrroommaattooggrraapphhyy））
色
纸色谱法（paper chromatography）
谱 操作形式 薄层色谱法（TLC）
法
气相色谱（GC）
级的物质量。 分析速度快 几分钟或几十分钟内可以完成一个试样分析。
柱色谱法分离甲基橙和甲基蓝
实验原理
甲基橙和亚甲基蓝均为指示剂,它们的结构式如下所示:
甲基橙
亚甲基蓝
由于甲基橙和亚甲基蓝的结构不同,极性不同,吸附剂对它们的 吸附能力不同,洗脱剂对它们的解析速度也不同,极性小、吸附能力弱、
解析速度快的亚甲基蓝先被洗脱下来，而极性大、吸附能力强、解析 速度慢的甲基橙后被洗脱下来，从而使两种物质得以分离。本实验以 硅胶为吸附剂，95%乙醇作为洗脱剂，先洗出亚甲基蓝，再用蒸馏水 作洗脱剂把甲基橙洗脱下来。
三、实 验 内 容
加样 样品为液体，可直接加样；样品为固体，可选
择合适溶剂溶解为液体再加样。加样时，要沿管 壁慢慢加入至柱顶部，勿使样品搅动吸附剂表面。
洗脱
三、实 验 内 容
在柱顶不断加入洗脱剂，使 洗脱剂永远保持有适当的量，不 要让洗脱剂表面流干，使流动相 流速适当。
•洗脱时应注意：
•（1）向柱内加入95%乙醇溶液洗脱（可以通过注射器沿管壁或安 装滴液漏斗）在恒压或加压条件下进行洗脱。控制流出速度1滴/秒 。逐渐出现色层带分离。
三、实实验验步 内骤:容 柱色谱操作：
•干法：10g 硅胶 +乙醇
•先用乙醇 后用水
•操作
色谱分析—柱色谱(分析化学课件)
柱色谱应用
（五）分子排斥色谱 （size- exclusion chromatography） 原理：按分子大小分离。小分子可以扩散到凝
胶空隙，由其中通过，出峰最慢；中等分子只能通 过部分凝胶空隙，中速通过；而大分子被排斥在外 ，出峰最快；溶剂分子小，故在最后出峰。
全部在死体积前出峰； 可对相对分子质量在100-105范围内的化合物按 质量分离。
柱色谱应用
（三）离子交换色谱（ion-exchange chromatography） 原理：组分在固定相上发生的反复离子交换反应； 固定相：阴离子或阳离子离子交换树脂； 流动相：阴离子离子交换树脂作固定相，采用酸性水溶液；阳离子离子 交换树脂作固定相，采用碱性水溶液； 阳离子交换：R-SO3H+M+ =R-SO3 M+H + 阴离子交换：R-NR4OH+X-=R-NR4 X+OH应用：离子、可离解的化合物、氨基酸和核酸等。
柱色谱应用
1.吸附剂 吸附剂为多孔性微粒物质。常用的有硅胶、氧化铝、聚酰胺和大孔吸附树脂等。 需满足以下条件： ❖具有较大的吸附表面和吸附中心； ❖与样品、溶剂和洗脱剂均不发生化学反应； ❖不能被溶剂或洗脱剂溶解； ❖粒度均匀，且有一定的粒度。
柱色谱应用
（1）硅胶 适用于酸性或中性物质 （2）氧化铝 碱性氧化铝 pH 9.0～10.0 适于分析碱性、中性物质 中性氧化铝 pH＞7.5 适于分析酸性碱性和中性物质 酸性氧化铝 pH 4.0～5.0 适于分析酸性、中性物质 （3）聚酰胺 氢键作用，氢键能力↑强，组分越后出柱。 注：吸附剂含水量越大，活性级别越高，吸附活性越低，吸附能力越弱。
柱色谱应用
A
B
C
D
柱色谱应用
离子色谱的色谱柱技术ppt课件
阳离子交换树脂 (接枝型)
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－ ＣＯＯ－ ＣＯＯ－
ＨＰＯ３－
ＣＯＯ－
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
ＨＰＯ３－ ＣＯＯ－ ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
分离阴离子
Column ： IonPac AG12A / AS12A
Eluent ： 2.7mM Na2CO3
2 4 6 8 10 12 14 Retention time (min)
离子排斥法分离机理
ＳＯ３－ Ｈ＋ ＳＯ３－ Ｈ＋
Ｈ２Ｏ Ｈ２Ｏ
ＣＯＯ－ Ｈ＋
固定相
ＳＯ３－ Ｈ＋
Ｈ２Ｏ Ｈ＋ Ｃｌ－
流动相
２Ｈ＋（ＣＯＯ－）２
ＣＯＯ－ Ｈ＋
Ｈ２Ｏ
（ＣＯＯＨ）２
ＳＯ３－ Ｈ２Ｏ ＳＯ３－ Ｈ＋ Ｈ２Ｏ
Ｈ＋ ＣＨ３ＣＯＯ－
交换容量 (meq; 4 x 250色谱柱) 65 120 225
16072
各类阴离子柱固定相的性质
色谱柱
乳胶或 交换容量 接枝 (每4 mm色谱柱)
功能基
IonPac® AS4A-SC L 20 meq
季铵烷醇
IonPac AS9-SC L 30-35 meq
季铵烷
IonPac AS9-HC L 190 meq
5 µS
0 0
离子排斥法分离有机酸
3 2
4 1
Column ： IonPac ICE AS1 Eluent ： 0.4 mM Octonesulfonic acid Flow rate ： 1.0 mL/min Suppressor ： AMMS-ICEⅡ Regenerator liquid ：
离子色谱培训ppt课件
分 离 原 理 示 图
精品课件
一.离子色谱法概述
1.4.广泛应用
对于阴离子除可检测常规的F-、Cl-、NO2-、PO43-、Br-、NO3-、SO42外；还可检测ClO2-、ClO3-、BrO3-、TeO42-、SeO32-、SeO42-、AsO42-、 CO32-、HCO3-、C2O42-、Ac-等。
要求
2.2.2.高压泵系统 主要用于为整个分析系统提供动力
➢使用非金属材质 ➢无离子溶出 ➢具有一定的耐压性能 ➢可方便安装空气过滤装置及外接惰气
要求
➢脉动小，多用双柱塞往复泵 ➢耐酸碱腐蚀，通常使用PEEK材料 ➢耐高压，30Mpa内可正常运行 ➢流量精确，重复性在0.5%以内 ➢流速在0.01-5.00mL/min内可调
狭义而言, 离子色谱法是以低交换容量的离子交换树脂为 固定相，对离子性物质进行分离, 用电导检测器连续检测流出 物质电导变化的一种色谱方法。
根据分离机理
高效离子交换色谱(HPIC) 离子对色谱(MPIC)
离子排斥色谱(HPIEC)
根据是否有抑制器
精品课件
抑制型离子色谱 非抑制型离子色谱
一.离子色谱法概述
CIC-200型离子色谱仪具有两种检测模式： 抑制电导检测阴离子分析模式 直接电导检测阳离子分析模式 应用不同类型色谱柱可分析多种阴阳离子。
精品课件
二.离子色谱仪结构及流程
2.1.结构流程图
离子色谱结构流程图如图所示：
离子色谱结构流程图
精品课件
二.离子色谱仪结构及流程
2.2.液相输送系统
2.2.1.淋洗液贮瓶 主要用于盛装存放淋洗液
对于多数样品不用预分离一次进样即可同时分离、检测，分析速度 快，灵敏度高。
精品课件
一.离子色谱法概述
1.4.广泛应用
对于阴离子除可检测常规的F-、Cl-、NO2-、PO43-、Br-、NO3-、SO42外；还可检测ClO2-、ClO3-、BrO3-、TeO42-、SeO32-、SeO42-、AsO42-、 CO32-、HCO3-、C2O42-、Ac-等。
要求
2.2.2.高压泵系统 主要用于为整个分析系统提供动力
➢使用非金属材质 ➢无离子溶出 ➢具有一定的耐压性能 ➢可方便安装空气过滤装置及外接惰气
要求
➢脉动小，多用双柱塞往复泵 ➢耐酸碱腐蚀，通常使用PEEK材料 ➢耐高压，30Mpa内可正常运行 ➢流量精确，重复性在0.5%以内 ➢流速在0.01-5.00mL/min内可调
狭义而言, 离子色谱法是以低交换容量的离子交换树脂为 固定相，对离子性物质进行分离, 用电导检测器连续检测流出 物质电导变化的一种色谱方法。
根据分离机理
高效离子交换色谱(HPIC) 离子对色谱(MPIC)
离子排斥色谱(HPIEC)
根据是否有抑制器
精品课件
抑制型离子色谱 非抑制型离子色谱
一.离子色谱法概述
CIC-200型离子色谱仪具有两种检测模式： 抑制电导检测阴离子分析模式 直接电导检测阳离子分析模式 应用不同类型色谱柱可分析多种阴阳离子。
精品课件
二.离子色谱仪结构及流程
2.1.结构流程图
离子色谱结构流程图如图所示：
离子色谱结构流程图
精品课件
二.离子色谱仪结构及流程
2.2.液相输送系统
2.2.1.淋洗液贮瓶 主要用于盛装存放淋洗液
对于多数样品不用预分离一次进样即可同时分离、检测，分析速度 快，灵敏度高。
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·基团：通常含—RO3H、—COOH、—OH、—SH、—PO3H2等 酸性基团
·作用机理：电离H⁺（氢型树脂）或金属离子（盐型树脂） 与溶液中阳离子交换
·酸性强度：强酸型阳离子交换剂、弱酸型阳离子交换剂 R—SO3H>HO—R—SO3H>R—PO3H2>R—COOH>R—OH 例子：磺化苯乙烯、书P258
-
（二）固定相（离子交换树脂） ·离子交换树脂主要由高分子聚合物的骨架和活性基团组成， 它的骨架具有特殊的网状结构 1、分类 ·原料不同：·酚醛型
·聚苯乙烯型（普遍、性质稳定、交换容量大） ·环氧型 ·丙烯酸型
·含活性基团不同：·阳离子交换树脂 ·阴离子交换树脂
1）阳离子交换树脂——以阳离子作为交换离-子
4）粒度 ·离子交换树脂的颗粒大小，一般以溶胀状态所能通过的筛孔 来表示
·交换纯水常用10-50目树脂、分析用树脂常用100-200目
3、离子交换树脂的选择
-
1）强碱对弱酸
防止死吸附以及形成易水解盐不易吸
附
2）强酸对弱碱
3）大分子选交联度低的树脂
4）小分子选交联度高的树脂
（三）流动相 ·水或与水混合的溶剂
·再生：用适当的酸碱处理
去微粒——反复操作至上层液透明
·柱底放1-2cm玻璃丝——倒入上述树脂——盖一层玻璃丝
（三）洗脱 ·大多数在水溶液中进行 ·可加入少量有机溶剂，如甲醇、乙醇、乙腈等 ·可用弱酸弱碱缓冲溶液
四、特点及应用 ·特点：设备简单，操作方便，树脂可再生 ·应用：除去干扰离子、测定盐类含量、微量元素的富集、 有机物或生化溶液脱盐、药物生产、抗生素及中草药提取 和水的纯化
②弱碱性阴离子交换树脂：含—NH2、=NH、≡N
·特点：·对OH⁻的亲和力大 ·只能在酸性介质中与阴离子交换 ·交换容量随溶液PH值而改变
2、离子交换树脂的特性
-
1）交联度 ·表示离子交换树脂中交联剂的含量，通常以百分比表示
·高交联度树脂：·紧密网状结构，网眼小，刚性较强 ·孔穴较多 ·溶胀较小，吸水量小
·强碱性：柠檬酸根>硫酸根>硝酸根 ·弱碱性：OH⁻最大 ④常温、浓溶液：交换亲和力差异变小或顺序颠倒
⑤高温、非水溶液：同价离子对树脂亲和力相- 似
⑥H⁺对弱酸性树脂、OH⁻对弱碱性树脂具有最大亲和力
⑦高分子量的有机离子和金属配离子对树脂有较大亲和力
⑧能与树脂的交换基团生成配合物或难溶化合物的离子都对 树脂有较大亲和力
-
离子交换柱色谱法
离子交换柱色谱法-
一、分配原理
离子交换剂对各组分亲和力不同——选择系数不同——分离
（一）选择系数：KS=[R⁻X⁺]/[X⁺]
离子交换平衡：
R⁻A⁺+B⁺⇌+R⁻B⁺+A⁺ KA/B =[R⁻B⁺][A⁺]/[R⁻A⁺][B⁺]
KA/B >1：亲和力：B>A KA/B <1：亲和力：B<A
二、影响选择系数的因素及分离方式 -
库仑力
（一）主观因素
电荷、离子裸半径
离子水合程度
·Ks与电荷成正比，与水合离子半径成反比，与离子裸半径成
正比
·主、客观因素及规律：书P260 ①常温、稀溶液：阳离子电荷越高，亲和力越大（优先考虑电 荷） ②常温、稀溶液：等价阳离子半径越大，亲和力越大 ③阴离子亲和力顺序
·特点：热稳定性高、不溶于水和许多有机溶剂、化学性质 稳定
2）阴离子交换树脂——以阴离子作为交换离子-
·基团：通常含—NH2、—NHR、—NR2或—N⁺R3X⁻等活性基团
①强碱性阴离子交换树脂：含季铵
·特点：·在酸、碱和有机溶剂中较稳定 ·可在酸性、碱性和中性溶液中进行阴离子交换 ·交换容量不随溶液PH值而变
（二）分离方式 1、利用样品组分选择性系数不同来分离 2、利用各组分离解度的差别来分离 3、形成配离子后进行离子交换分离
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三、操作方法 ·一般在柱中进行，避免产生逆交换
（一）树脂的处理和再生 ·处理：·除杂
·阳离子交换树脂转变为氢型： 浸蒸馏水水溶胀—5%-10%盐酸处理—蒸馏水洗至中性
·阴离子交换树脂转变为氯型或羟基型： 浸蒸馏水水溶胀—10%NaOH或10%NaCl处理—蒸馏水洗至中性
·低交联度树脂：·渗透性好 ·易变形、耐压差
2）交换容量 ·每克干树脂中真正参加交换反应的基团数，单位：mmol/g 或mmol/ml ·表示离子交换树脂进行离子交换能力的大小
3）溶胶
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·树脂存在大量极性基团，具有强吸湿性，当树脂侵入水中，
大量水进入树脂内部，引起树脂膨胀的现象
·交联度高，溶胀小 ·交联度低，溶胀大
·作用机理：电离H⁺（氢型树脂）或金属离子（盐型树脂） 与溶液中阳离子交换
·酸性强度：强酸型阳离子交换剂、弱酸型阳离子交换剂 R—SO3H>HO—R—SO3H>R—PO3H2>R—COOH>R—OH 例子：磺化苯乙烯、书P258
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（二）固定相（离子交换树脂） ·离子交换树脂主要由高分子聚合物的骨架和活性基团组成， 它的骨架具有特殊的网状结构 1、分类 ·原料不同：·酚醛型
·聚苯乙烯型（普遍、性质稳定、交换容量大） ·环氧型 ·丙烯酸型
·含活性基团不同：·阳离子交换树脂 ·阴离子交换树脂
1）阳离子交换树脂——以阳离子作为交换离-子
4）粒度 ·离子交换树脂的颗粒大小，一般以溶胀状态所能通过的筛孔 来表示
·交换纯水常用10-50目树脂、分析用树脂常用100-200目
3、离子交换树脂的选择
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1）强碱对弱酸
防止死吸附以及形成易水解盐不易吸
附
2）强酸对弱碱
3）大分子选交联度低的树脂
4）小分子选交联度高的树脂
（三）流动相 ·水或与水混合的溶剂
·再生：用适当的酸碱处理
去微粒——反复操作至上层液透明
·柱底放1-2cm玻璃丝——倒入上述树脂——盖一层玻璃丝
（三）洗脱 ·大多数在水溶液中进行 ·可加入少量有机溶剂，如甲醇、乙醇、乙腈等 ·可用弱酸弱碱缓冲溶液
四、特点及应用 ·特点：设备简单，操作方便，树脂可再生 ·应用：除去干扰离子、测定盐类含量、微量元素的富集、 有机物或生化溶液脱盐、药物生产、抗生素及中草药提取 和水的纯化
②弱碱性阴离子交换树脂：含—NH2、=NH、≡N
·特点：·对OH⁻的亲和力大 ·只能在酸性介质中与阴离子交换 ·交换容量随溶液PH值而改变
2、离子交换树脂的特性
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1）交联度 ·表示离子交换树脂中交联剂的含量，通常以百分比表示
·高交联度树脂：·紧密网状结构，网眼小，刚性较强 ·孔穴较多 ·溶胀较小，吸水量小
·强碱性：柠檬酸根>硫酸根>硝酸根 ·弱碱性：OH⁻最大 ④常温、浓溶液：交换亲和力差异变小或顺序颠倒
⑤高温、非水溶液：同价离子对树脂亲和力相- 似
⑥H⁺对弱酸性树脂、OH⁻对弱碱性树脂具有最大亲和力
⑦高分子量的有机离子和金属配离子对树脂有较大亲和力
⑧能与树脂的交换基团生成配合物或难溶化合物的离子都对 树脂有较大亲和力
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离子交换柱色谱法
离子交换柱色谱法-
一、分配原理
离子交换剂对各组分亲和力不同——选择系数不同——分离
（一）选择系数：KS=[R⁻X⁺]/[X⁺]
离子交换平衡：
R⁻A⁺+B⁺⇌+R⁻B⁺+A⁺ KA/B =[R⁻B⁺][A⁺]/[R⁻A⁺][B⁺]
KA/B >1：亲和力：B>A KA/B <1：亲和力：B<A
二、影响选择系数的因素及分离方式 -
库仑力
（一）主观因素
电荷、离子裸半径
离子水合程度
·Ks与电荷成正比，与水合离子半径成反比，与离子裸半径成
正比
·主、客观因素及规律：书P260 ①常温、稀溶液：阳离子电荷越高，亲和力越大（优先考虑电 荷） ②常温、稀溶液：等价阳离子半径越大，亲和力越大 ③阴离子亲和力顺序
·特点：热稳定性高、不溶于水和许多有机溶剂、化学性质 稳定
2）阴离子交换树脂——以阴离子作为交换离子-
·基团：通常含—NH2、—NHR、—NR2或—N⁺R3X⁻等活性基团
①强碱性阴离子交换树脂：含季铵
·特点：·在酸、碱和有机溶剂中较稳定 ·可在酸性、碱性和中性溶液中进行阴离子交换 ·交换容量不随溶液PH值而变
（二）分离方式 1、利用样品组分选择性系数不同来分离 2、利用各组分离解度的差别来分离 3、形成配离子后进行离子交换分离
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三、操作方法 ·一般在柱中进行，避免产生逆交换
（一）树脂的处理和再生 ·处理：·除杂
·阳离子交换树脂转变为氢型： 浸蒸馏水水溶胀—5%-10%盐酸处理—蒸馏水洗至中性
·阴离子交换树脂转变为氯型或羟基型： 浸蒸馏水水溶胀—10%NaOH或10%NaCl处理—蒸馏水洗至中性
·低交联度树脂：·渗透性好 ·易变形、耐压差
2）交换容量 ·每克干树脂中真正参加交换反应的基团数，单位：mmol/g 或mmol/ml ·表示离子交换树脂进行离子交换能力的大小
3）溶胶
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·树脂存在大量极性基团，具有强吸湿性，当树脂侵入水中，
大量水进入树脂内部，引起树脂膨胀的现象
·交联度高，溶胀小 ·交联度低，溶胀大