离子交换柱色谱
相关主题
- 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)。
·再生：用适当的酸碱处理
12
（二）装柱
A
·加水搅拌——沉降——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
·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
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
6
A
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
9
二、影响选择系数的因素及分离方式 A
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
wenku.baidu.com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
1
A
离子交换柱色谱法
2
离子交换柱色谱法A
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
·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
10
⑤高温、非水溶液：同价离子对树脂亲和力相A 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
·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A
·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
·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
A
·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
3
A
（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
4
1）阳离子交换树脂——以阳离子作为交换离A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
8
3、离子交换树脂的选择
A
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
（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
11
A
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
12
（二）装柱
A
·加水搅拌——沉降——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
·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
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
6
A
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
9
二、影响选择系数的因素及分离方式 A
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
wenku.baidu.com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
1
A
离子交换柱色谱法
2
离子交换柱色谱法A
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
·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
10
⑤高温、非水溶液：同价离子对树脂亲和力相A 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
·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A
·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
·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
A
·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
3
A
（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
4
1）阳离子交换树脂——以阳离子作为交换离A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
8
3、离子交换树脂的选择
A
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
（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
11
A
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