离子交换与离子交换色谱
离子色谱知识大全
离子色谱(ion Chromatography)是高效液相色谱的一种，是分析离子的一种液相色谱方法。
根据分离机理，离子色谱可分为高效离子交换色谱(HPLC)、离子排斥色谱(HPIEC)和离子对色谱(MPIC)。
离子色谱-用途离子色谱主要是利用离子交换基团之间的交换，也即利用离子之间对离子交换树脂的亲和力差异而进行分离。
离子交换色谱柱的填料是阴、阳离子交换树脂，是在有机高聚物或硅胶上接枝有机季铵或磺酸基团。
常用的检测器是电导检测器。
离子色谱主要用于阴阳离子的分析，特别是阴离子的分析。
离子色谱的检出限在μg／L?mg／L，而且多种离子同时测定，简便，快速。
到目前为止，离子色谱仍然是测定阴离子最佳的方法。
离子色谱是高效液相色谱的一种，故又称高效离子色谱（HPIC）或现代离子色谱，其有别于传统离子交换色谱柱色谱的主要是树脂具有很高的交联度和较低的交换容量，进样体积很小，用柱塞泵输送淋洗液通常对淋出液进行在线自动连续电导检测。
分离的原理是基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换和分析物溶质对交换剂亲和力的差别而被分离。
适用于亲水性阴、阳离子的分离。
例如几个阴离子的分离，样品溶液进样之后，首先与分析柱的离子交换位置之间直接进行离子交换（即被保留在柱上），如用NaOH作淋洗液分析样品中的F-、Cl-和SO42-，保留在柱上的阴离子即被淋洗液中的OH-基置换并从柱上被洗脱。
对树脂亲和力弱的分析物离子先于对树脂亲和力强的分析物离子依次被洗脱，这就是离子色谱分离过程，淋出液经过化学抑制器，将来自淋洗液的背景电导抑制到最小，这样当被分析物离开进入电导池时就有较大的可准确测量的电导信号。
离子色谱主要用于环境样品的分析，包括地面水、饮用水、雨水、生活污水和工业废水、酸沉降物和大气颗粒物等样品中的阴、阳离子，与微电子工业有关的水和试剂中痕量杂质的分析。
另外在食品、卫生、石油化工、水及地质等领域也有广泛的应用。
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
离子色谱
离子交换色谱摘要：离子交换色谱主要包括阴离子交换色谱和阳离子交换色谱。
本文介绍了，离子交换色谱的分离原理，检测方法，淋洗液、色谱柱类型和特点，以及离子交换色谱的应用。
离子色谱（IC）是高效液相色谱（HPLC）的一种，是分析阴离子和阳离子的一种液相色谱方法。
离子色谱的分离机理主要是离子交换，有3种分离方式，它们是高效离子交换色谱（HPIC）、离子排斥色谱（HPIEC）和离子对色谱（MPIC）。
3种分离方式的柱填料的树脂骨架基本都是苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物，但树脂的离子交换功能基和容量各不相同。
HPIC 用低容量的离子交换树脂，HPIEC用高容量的树脂，MPIC用不含离子交换基团的多孔树脂。
3种分离方式各基于不同分离机理：HPIC的分离机理主要是离子交换，HPIEC主要为离子排斥，而MPIC则是主要基于吸附和离子对的形成。
离子交换色谱的离子交换分离基于流动相和固定相上的离子交换基团之间发生的离子交换过程。
对高极化度和疏水性较强的离子，分离机理还包括非离子交换的吸附过程。
离子交换色谱主要是用于无机和有机阴离子和阳离子的分离。
离子交换功能基为季铵基的树脂用作为阴离子分离，为磺酸基和羧酸基的树脂作为阳离子分离。
离子交换色谱主要用于分析常见的Cl-，F-，Br-等无机阴离子，有机酸，糖和氨基酸等有机阴离子，分析的阳离子主要是同一元素的多种价态金属阳离子的分离与分析；离子排斥色谱主要用于分离和分析有机酸和无机酸；离子对色谱主要是用于对表面活性剂的分离和分析。
1分离原理离子交换色谱的色谱柱的填料主要由基质（substrate material）和功能基（functional）两部分组成。
功能基是可解离的无机基团，与流动相接触，在固定相表面形成带电荷的离子交换位置，与流动相中的离子发生离子交换，在离子交换反应中，功能基的本体结构不发生明显变化，仅由其离子交换功能基的离子与外界同性电荷的离子发生等量离子交换。
色谱柱填料又被称为“离子交换剂”[1]。
离子交换色谱课件
实验前的准备
01
02
03
04
仪器准备
确保离子交换色谱仪处于良好 工作状态，检查泵、检测器、
色谱柱等部件是否正常。
试剂准备
根据实验需求，准备所需的离 子交换剂、缓冲液、洗脱液等
。
样品处理
对样品进行预处理，如离心、 过滤等，确保样品清澈无杂质
。
实验环境
确保实验室干净整洁，避免灰 尘、震动等因素影响实验结果
串联色谱分离
将多个色谱柱串联起来， 可以实现多级分离，提高 目标离子的纯度和分离效 果。
反相色谱的应用
在离子交换色谱中引入反 相色谱技术，可以拓展其 应用范围，提高分离效果 和分析灵敏度。
实验仪器的升级与改进
高性能色谱柱
在线检测器
采用高性能的色谱柱，可以提高分离 效果和分析灵敏度，同时延长色谱柱 的使用寿命。
离子交换色谱的原理
离子交换色谱基于带电分子与离 子交换剂之间的静电相互作用。
带电分子在流动相中经过离子交 换柱时，与离子交换剂上的可交 换离子进行交换，从而实现分离
。
分离效果取决于带电分子与离子 交换剂之间的电荷性质和数量。
离子交换色谱的应用
离子交换色谱广泛应用于生物分子分离和纯化，如蛋白质、核酸、多肽等的分离和 纯化。
技术进步与拓展
随着技术的不断进步，离子交换色谱在多个领域得到广泛应用，如 蛋白质组学、生物医药、环境监测等。
当前研究与应用
目前，离子交换色谱已经成为一种重要的分离和分析手段，尤其在 生命科学领域பைடு நூலகம்具有不可替代的作用。
离子交换色谱的研究现状与进展
新型离子交换剂的开发
01
研究者们不断开发新型的离子交换剂，以提高分离效果和拓宽
生物分离工程-离子交换层析(色谱)-精选文档
羟基磷灰石层析
羟基磷灰石（hydroxyapatite, HAP): 是一种磷酸钙晶体，基本分子结构为
Ca ( PO ) ( OH ) 10 4 6 2
一般认为，HAP的吸附主要基于钙高子和磷酸根离子 的静电引力，即在HAP晶体表面存在两种不同的吸附晶面， 各存在吸附点c点和P点，前者起阴离于交换作用，后者 起阳离于交换作用．因此，在中性pH环境下酸性蛋白质 (pI<7)主要吸附于c点，碱性蛋白质(PI>7)主要吸附于P 点．利用磷酸盐缓冲液(K2HP04+KH2PO4）为流动相洗脱展 开时，磷酸根离子在c点竞争性吸附，交换出酸性蛋白质 ，而K+在P点竞争性吸附，交换出碱性蛋白质。所以HAP层 析通常以磷酸盐缓冲液为流动相，采用提高盐浓度的线 性梯度洗脱法。
多缓冲离子交换剂:
可利用普通的凝胶过滤介质偶联特殊的离子交换基制 备．如Pharmacia公司生产的PBEll8和94即为以Sepharose 6B 为载体的阴离子交换剂，前者与Pharmalyte 匹配使用，后 者与Polybuffer96和Polybuffer 74匹配使用。
Pharmacia生产的另一种多缓冲离子交换剂为Mono P，其离于交换基为具有不同pKa值的弱碱性胺基．Mono P可与上述三种多缓冲剂匹配使用，粒径仅10m，用作 高效层析聚焦柱的固定相。
poros层析介质包括离子交换疏水作用亲和吸附和反相介质等其中前三种介质的孔表面覆面有葡聚糖等亲水性多糖保证介质表面的亲水性和键合相应的配灌注层析的最大特点是分离速度快一般可在数分钟内完成而利用hplc则需数十分钟到一小时
离子交换层析（色谱）
一、原理
离子交换层析(Ion exchange chromatography, IEC)是 利用离子交换剂为固定相，根据荷电溶质与离子交换剂 之间静电相互作用力的差别进行溶质分离的层析法。 荷电溶质在离子交换剂上的分配系数可用下式表示：
离子色谱仪的原理和使用方法
离子色谱仪的原理和使用方法
离子色谱仪是一种用于分析离子化合物的仪器，它通过离子交换柱分离样品中的离子，并使用检测器检测分离出的离子，从而实现离子化合物的定量分析。
离子色谱仪的原理主要包括以下几个步骤：
1. 样品进样：将待分析的样品通过溶剂进样装置引入离子色谱柱。
2. 离子交换：样品中的离子在离子交换柱中与离子交换剂之间发生离子交换反应。
离子交换剂是固定在柱子上的带有电荷的树脂，它会吸附样品中的离子，使其与溶剂分离。
3. 洗脱：通过滴定溶液或渗透溶剂的使用，将吸附在离子交换柱上的离子逐一洗脱出来，从而实现对各个离子的分离。
4. 检测：洗脱出的离子进入检测器进行检测。
常用的检测器包括电导检测器、荧光检测器等。
检测器会根据不同离子的性质给出相应的信号，从而实现对离子进行定量分析。
离子色谱仪的使用方法主要包括以下几个步骤：
1. 设置仪器参数：根据样品的性质和分析要求，设置仪器的流速、溶液浓度等参数。
2. 样品制备：将待分析的样品制备成适当的溶液，通常需要进
行稀释和过滤等处理。
3. 样品进样：使用进样器或自动进样系统将样品引入离子色谱柱。
4. 开始分析：启动仪器，让样品通过离子交换柱进行离子交换和洗脱，并将洗脱出的离子送入检测器进行检测。
5. 数据分析：根据检测器给出的信号，进行数据分析和结果判定。
需要注意的是，使用离子色谱仪时应遵循仪器的操作规程，注意安全操作，避免样品的交叉污染。
离子交换色谱（ion
离⼦交换⾊谱（ion exchange chromatography）2、离⼦交换⾊谱（ion exchange chromatography）蛋⽩质、多肽均属于两性电解质，在缓冲液pH⼩于其等电点时，带净正电荷，⽽在缓冲液pH⼤于其等电点时，带净负电荷。
阴离⼦交换凝胶本⾝带有正电荷基团，阳离⼦交换凝胶本⾝带负电荷基团。
由于静电相互作⽤⽽使样品结合到凝胶上，再采⽤盐浓度梯度或者更换缓冲液的pH值进⾏洗脱对于等电点⼩于5.0的酸性蛋⽩质，推荐使⽤阴离⼦交换，对于等电点⼤于7.0的碱性蛋⽩质，推荐使⽤阳离⼦交换。
两种模式：⼀种使⽬的蛋⽩结合凝胶，通过梯度洗脱；⼀种使⽬的蛋⽩不结合凝胶，⽽⼤部分杂质结合凝胶，则穿过液中含有⽬的蛋⽩。
column chromatography（柱⾊谱）batch chromatography（批⾊谱）c、疏⽔作⽤⾊谱利⽤蛋⽩质、多肽在⾼盐存在下，可以结合疏⽔凝胶，⽽在盐浓度降低时⼜可以解脱的原理实现分离。
d、亲和⾊谱利⽤蛋⽩质、多肽与某些配基的特异性相互作⽤⽽进⾏分离。
例如：酶-底物，酶-抑制剂，糖蛋⽩-凝集素，抗原-抗体等。
近来发展了⾦属螯合亲和⾊谱，⽤于纯化表⾯含⾊氨酸、酪氨酸、组氨酸等的蛋⽩质以及(His)6-tagged重组蛋⽩。
亲和⾊谱分为特异性亲和⾊谱和组别亲和⾊谱两类。
肝素、凝集素、染料、⾦属螯合亲和⾊谱均为组别亲和⾊谱（同⼀配基可以结合许多种蛋⽩质）。
e、反相⾊谱常⽤于蛋⽩质、多肽的HPLC分析，以及多肽的精细制备分离，分辨率极⾼，可以分离两种仅相差⼀个氨基酸的多肽。
如⾎管紧张素（angiotensin）的⼏个亚型通过反相⾊谱可以很好地分离。
同⼀个样品在同⼀Source 30 RPC柱上进⾏分离，由于⾊谱条件进⾏了改变，⾊谱图截然不同，说明反相⾊谱具有⾼度的选择性。
四、应⽤举例例⼀、⼀种抗HIV gp120单克隆抗体的Fab⽚断（E.coli中表达）分⼦量：50 kD等电点：11表达定位：周质（periplasmic）纯化策略：渗透压休克提取周质，阳离⼦交换去除⼤部分杂质，疏⽔作⽤⾊谱进⼀步去除杂质，最后⽤凝胶过滤分离。
离子色谱的分离方式
离子色谱的分离方式根据三种不同分离机理，离子色谱可分为高效离子交换色谱（简称HPIC），离子排斥色谱（简称HPIEC）和离子对色谱（简称MPIC）。
用于三种分离方式的柱填料的树脂骨架基本上都是苯乙烯- 二乙烯基苯的共聚物，但树脂的离子交换容量各不相同。
HPIC用低容量的离子交换树脂（0.01 - 0.50mmol/g），"?(@)用高容量的树脂（3-5mmol/g），MPLC用不含离子交换基团的多孔树脂。
三种分离方式各基于不同分离机理。
HPLC的分离机理主要是离子交换，HPLEC主要为离子排斥，而MPLC则主要基于吸附和离子对的形成。
1. 离子交换色谱（HPIC）方法基于流动相和连接到固定相上的离子交换基团之间发生的离子交换过程。
对高极化度的离子，分离机理中还包括非离子的吸附过程。
离子交换色谱主要用于有机和无机阴离子和阳离子的分离。
离子交换功能基为季铵基的树脂用作阴离子分离，为磺酸基和羧酸基的树脂用作阳离子分离。
2. 离子排斥色谱（HPIEC）离子排斥色谱的分离机理包括Donnan排斥，空间排阻和吸附过程。
固定相主要是高容量的总体磺化的聚苯乙烯. 二乙烯基苯阳离子交换树脂。
离子排斥色谱主要用于有机酸、无机弱酸和醇类的分离。
HPIEC的一个特别的优点是可用于弱的无机酸和有机酸与在高的酸性介质中完全离解的强酸的分离。
强酸不被保留，在死体积被洗脱。
3. 离子对色谱（MPIC）离子对色谱的主要分离机理是吸附，其固定相主要是弱极性和高表面积的中性多孔聚苯乙烯二乙烯基苯树脂和弱极性的辛烷或十八烷基键合的硅胶两类。
分离的选择性主要由流动相决定。
有机改进剂和离子对试剂的选择取决于待测离子的性质。
离子对色谱主要用于表面活性的阴离子和阳离子以及金属络合物的分离。
4. 其他分离方法除上述三种主要的分离方式之外，反相液相色谱（RPLC）用于极性和离子型化合物的分离也越来越普遍。
例如以离子抑制方式在化学键合的十八烷基固定相上分离长链脂肪酸；以磷酸缓冲溶液作淋洗液，在化学键合的氨丙基固定相（aminopropyl）上分离食品样品中NO3-和Br-。
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仲恺农业工程学院Array论文题目：离子交换与离子交换色谱论文作者：陈维权万辉作者学号：201111014228 201111014229所在院系：化学化工学院专业班级：应用化学112班指导老师：刘展眉离子交换与离子交换色谱摘要本文对离子交换与离子交换色谱技术进行了综述。
简要介绍了离子交换剂的作用原理；重点系统的论述了有机离子交换技术和无机离子交换技术的研究进展。
并展望了有机离子交换技术和无机离子交换技术的发展方向。
关键词离子交换色谱离子交换剂有机离子交换无机离子交换AbstractThis article by ion-exchange chromatography and ion exchange technologies for review. Brief description of the action principle of ion exchanger; key system deals with organic and inorganic ion-exchange technology of ion-exchange technology advances. And the prospect of organic ion exchange technology and development trend of inorganicion-exchange technology.KeywordsIon ExchangeColor spectrumIon exchangerOrganic ion exchangeInorganic ion exchanger引言随着科学技术的发展，现代分析化学的分析对象越来越复杂，待检测组分含量越来越复杂，待检测组分含量越来越低，在地球和宇宙科学、环境科学、生命科学、材料科学以及医学和考古学中，经常要求检测μg∕g,nm∕g,pg∕g甚至更低含量的组分。
目前虽然有许多灵敏度和选择性很高的仪器分析方法，但在分析实践中，常常由于存在基体效应以及其他各种干扰而难以得到准确的结果，因此在分离富集仍然是分析方法中不可缺少的重要环节。
回顾化学的发展历史便可以发现：化学的发展离不开分离富集。
元素周期表中的各个元素的发现，经典的化学分离和提纯方法都曾经起着重要作用。
从二十世纪开始，各种天然放射性元素的逐个发现，人工放射性元素的获得，原子核裂变现象的最终确认，几乎都离不开各种化学分离技术。
今年来生命科学的许多重要成就，也都与分离科学有着紧密联系。
在大多数分析实验中，对复杂物料的分析或痕量、超痕量分析一般均采用样品制备-分解-分离富集-测定-数据处理的分析流程，也就是说，分离富集是分析流程中必不可少，而且往往是相当困难而又关键的环节。
从分析仪器的研制和发展趋势看，分离富集技术与测量技术紧密结合是仪器分析的必然趋势。
目前最有成效的是气相色谱仪、高效液相色谱仪、离子色谱仪以及测汞仪等，它们都是集分离-检测于一机的高效能、自动控制、灵敏的多机联用分析检测仪器，例如流动注射（FIA）-等离子体发射光谱（ICP-AES）；流动注射（FIA）-等离子体质谱（ICP-MS）；流动注射（FIA）-原子吸收（ASS）等等。
此外还有气相色谱与高灵敏度质谱仪联用（HPLC-ICP-MS）等等，这些技术都在发展中。
在这些技术中，离子交换分离是分析化学中重要的分离方法之一，它主要用于大量干扰元素的除去，微量元素的分离与富集，制取去离子水及提纯化学试剂等方面。
在离子交换分离中，除了一部分是受离子—离子间力和离子—悯极间力的影响外，大部分属于化学反应的作用。
这种形式的交换往往称为化学吸附反应。
例如当一种阳离子交换树胎C+R-1叫用作吸附剂时，即可产生阳离子交换现象。
交换树脂的阳离子c+为金属离子B+所交换，B++C+R-===C+十B+R-式中R—表示树胎的阴离子骨架部分，不溶于水。
当溶液流经树脂时，它们之间就发生交换。
若平衡强烈地趋向右方，说明树脂对B’较对C+结合得更牢固，冈此B+将留在树脂上直至另一种阳离子来置换它。
这是一种化学吸附型的离子交换。
所以金属离子能以其水合阳离子的形式在阳离子交换柱中分离。
硬水的软化就是典型的实例。
1、基本理论离子交换剂通常是一种不溶性高分子化合物，如树脂，纤维素，葡聚糖，醇脂糖等，它的分子中含有可解离的基团，这些基因在水溶液中能与溶液中的其它阳离子或阴离子起交换作用。
虽然交换反应都是平衡反应，但在层析柱上进行时，由于连续添加新的交换溶液，平衡不断按正方向进行，直至完全。
因此可以把离子交换剂上的原子离子全部洗脱下来，同理，当一定量的溶液通过交换柱时，由于溶液中的离子不断被交换而波度逐减少，因此也可以全部被交换并吸附在树脂上。
如果有两种以上的成分被交换吸着在离子交换剂上，用洗脱液洗脱时，在被洗脱的能力则决定于各自洗反应的平衡常数。
蛋白质的离子交换过程有两个阶段──吸附和解吸附。
吸附在离子交换剂上的蛋白质可以通过改变pH使吸附的蛋白质失去电荷而达到解离但更多的是通过增加离子强度，使加入的离子与蛋白质竞争离子交换剂上的电荷位置，使吸附的蛋白质与离子交换剂解开。
不同蛋白质与离子交换剂之间形成电键数目不同，即亲和力大小有差异，因此只要选择适当的洗脱条件便可将混合物中的组分逐个洗脱下来，达到分离纯化的目的。
2、离子交换物质的类型有离子交换性能的物质很多，省无机的和有机的，天然的和合成的，一般是固体。
作为固定相的理想离子交换物质，应不溶于水，酸和碱中，化学性质安稳定，即与有机溶剂，氧化剂和其它化学试剂应基本上不发生作用，此外，在结构上也应是稳定的。
这样，当装入容器(如色谱柱)后能使欲分离物质的溶液—流动相有良好的流动性。
还应有较大的交换容量。
其离子交换基团应是单一功能性的。
目前有机合成的离子交换树脂应用较广，而无机离子交换剂尚处于发展阶段。
3、有机离子交换技术3.1有机离子交换剂的作用原理有机高于交换剂是一种高分子化合物，又称为离子交换树脂。
它在分析化学中应用很广，如聚苯乙烯树脂，是苯乙烯的线型聚合物和二乙烯苯交联所得的产物，是不镕于水的，易渗透的物质，有三维网状结构。
这里，二乙烯苯就是交联剂。
在这种树脂骨架中含有二乙烯苯的重虽百分率就称为交联度。
国产树脂含二乙烯苯4—14％。
树脂的交联度小时，加水后树脂的膨胀性大。
网状结构的网眼大，交换反应快。
体积大的和体积小的离子都容易进入树脂。
相反，树脂的交联度大时，加水后树脂的膨胀性小，交换慢，体积大的离子不容易进入树脂，因而具有一定的选择性。
根据树脂中官能团的性质，可以将离子交换剂分成强酸碱)性和弱酸(碱)性阳离子(阴离子)交换树脂。
阳离子交换剂一般是酸性的，其酸根中的H+可以和阳离子交换。
若酸根是强酸性的如一SO3H基团，则为强酸型闯离子交换树脂。
若是弱酸基因，如一COOH，则为弱酸型阳离子交换剂。
同样，阴离子交换剂中的基团若是强碱性的季铵基因(如一NR3+)，则为强碱型明离子交换树脂。
若碱性基团是胺基(如一CH2NH2)，则是弱碱性阴离子交换树脂。
常用的离子交换树指的牌号和性能见表1．3．2 交换量的测定树脂所能结合的移动离子的量叫做交换量，通常以每克干树脂(H+或C1—型)的 mg equiv 数来表示。
测定交换量是很方便的。
先用过量的酸将一定量干树脂的交换基团全部转成H+型，再用水洗去过量的酸。
滤干后，称取一定量的树脂，加人过量的标准氢氧化钠溶液与其平衡。
再用标准酸摘定平衡后碱液的浓变，按下式计算交换量，式中体积的单位为m1。
强酸性或强碱性树脂，可以在较大的PH范围内进行交换而不影响其最大交换量，所以适用的范围很广，而对于弱酸性或弱碱性交换树脂，其交换量显著地与pH有关，所以在进行交换时，受到溶液pH的强烈影响。
3.3离子交换平衡当样品溶液从交换柱顶加入后，其前沿进入树脂床的上端，溶液中的阳离子与树脂上的阳离子作如下的交换：R—一Hr+十Ms+→R—一Mr+十Hs+随着溶液下渗，这种交换不断进行，一直到溶液中的阳离子交换完毕为止。
如果再向柱顶端加入合适的溶液(流动相)淋洗时，在淋洗剂与树脂接触时，将把树脂上吸附的阳离子再交换到液相中，但这时吸附能力弱的阳离子溶出较多，而吸附能力强的阳离子溶出较少，当这部分溶液与下面的树脂接触时，又会与树脂发生交换，溶液中吸附力强的阳离子将把树脂上吸附能力弱的阳离子交换下来，如此反复进行。
于是阳离子的移动速度有了差别，吸附能力弱的离子将优先随淋洗剂流出，而吸附能力强的离子在后面流出，这就构成了色谱分离的基础。
3．4离子交换稠脂的选择性离子交换的选择性受交换离子和反离子的性质及溶液浓度等影响。
3.4.1选择系数如一价金属阳离子M+对H+型树脂进行交换，当达到平衡时，体系中各种量的关系遵守质量作用定律，故离于交换平钮常数K可写成，式中s代表液相，r代表树脂相。
K（ M+/H+）又称为离于交换反应的选择性系数，表示金属离子M+对H+型树脂亲和力的大小。
3.4.2分配比与分离因子如果溶液中存在着二种金届离子A’与Bt，树脂上的交换阳离子为C+时，溶液与树脂之间有如下交换：如果c是大量的，A和B只是痕星，因此树脂上c的浓度在交换过程中实际上近于没有变化，可将[C]r看作一个常数，于是式(10．3)与(10．4)变成：上两式说明痕量金属离子的分配比与溶液中该金属离子的浓度无关(如果不考虑活度的影响)．而又分配比与c离子夜溶液中的浓度成反比，因为c将与A和B竞争树脂上的交换位置。
如果将分离因子S（A/B）定义为A与B的分配比的比，即则因为上述结果表明，当A与B两种离子带有相同量电荷时，选择系数就等于分离因子．但是必须注意，当A与B所带的电荷量不相同，如所带电荷量分别为M+与n+时，情况就完全不同了，这时，分离因子S（A/B）将与c在溶波中的浓度有关．由式(10．8)可知，在用离子交换技术分离痕量元素A+与B+时，与树脂存在的第三种离子c+无关，即使c+是大量时也如此，它们实际上可看作是下列交换反应的结果，A(s)十B(r)＝A(r)十B(s)由此可直接导出式（10．7)与(10．8)．和其它色谱方法一样，为了达到A与B的分离，A与B之中有一个离子被树脂吸附的能力要比另一个离于强，也就是说，A与B的分配比要有显著差异，以使S（A/B）=1。
当S（A/B）＞1时，A格选择性地交换到树脂上，也就是说，A的保留值要比B大。
如果S（A/B）＜3，则相反，此时树脂将选择性地吸附B。
因此，分离因子可用来评价树脂分离本领。
两种离子性质相近，S（A/B）就接近于1，它们之间就愈难分离。
要达到快速分离之目的, S（A/B）应大于1.5，否则在一般实验条件下，分离不佳。
3.4.3．不同电价阳离子的选择系数为了比较不同电价的阳离子对树脂的交换本领，可将上述交换反应及选择系数公式写成下列形式．今以三价阳离子为例：写成通式则成，3.4.4多价离子的分配比与选择系数的关系由式(10．10)可知：由式(10．12)可知，A n+对树脂的亲和力大时，则阳离子的选择系数值也大，因此金属离子的分配比也大。