陽離子交換樹脂吸附交換原理
強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中離解出H+，故呈強酸性。樹脂離解後，本體所含的負電基團，如SO3－，能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後，要進行再生處理，即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行，使樹脂的官能基團回復原來狀態，以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與H+結合而恢復原來的組成。
弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團，如羧基－COOH，能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團，如R-COO－(R為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結合，從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱，在低pH下難以離解和進行離子交換，只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
其實陽離子交換樹脂在我們實際使用過程中，一般都是將樹脂變味其他離子形式進行運行，以滿足各種場景使用需求。例如經常會將強酸性的陽離子交換樹脂和NaCl一起轉變為鈉型的樹脂後再投入使用，當樹脂置換過程中就會放出Na+與溶液中的Ca2+、Mg2+等陽離子交換吸附，除去這些離子。反應時沒有放出H+，可避免溶液pH下降和由此產生的副作用(如蔗糖轉化和設備腐蝕等)。
而且這類樹脂以鈉型狀態運行使用後，可直接用鹽水對樹脂進行再生(不用強酸)。
B. 大孔強酸性陽離子交換樹脂的預處理問題
在離子交換樹脂的工業產品中，常含有少量有機低聚物及一引起無機雜質。在使專用初期會逐漸溶屬解釋放，影響出水水質或產品質量。因此，新樹脂在使用前必須進行預處理，具體方法如下：
1、樹脂裝入交換器後，用潔凈水反洗樹脂層，展開率為50-70%，直至出水清晰，無氣味、無細碎樹脂為止。
2、用約2倍樹脂體積的4-5%HCl溶液，以2m/h流速通過樹脂層。全部通入後，浸泡4-8小時，排去酸液，用潔凈水沖洗至出水呈中性。沖洗流速為20-30m/h。
3、用約2倍樹脂體積的2-5%NaOH溶液，按上面進HCl的方法通入和浸泡。排去鹼液，用潔凈水沖洗至出水呈中性。流速同上。 酸、鹼液若能重復進行2-3次，則效果更佳。 經預處理後的樹脂，在第一次投入運行時應適當增加再生劑用量，以保證樹脂獲得充分的再生。
注意：樹脂沖洗流速為20-30米/每小時，沖洗流速要快，預處理液流速要慢。
C. 紱誨瓙浜ゆ崲鏍戣剛鐨勯吀紕卞害濡備綍鍒掑垎
闃崇誨瓙鏍戣剛鍒嗕負寮洪吀鎬у拰寮遍吀鎬т袱綾伙紝浜哄伐鍚堟垚鐨勯槼紱誨瓙鏍戣剛鐨勫畼鑳藉洟鏄鏈夋満閰革紝騫舵寜鐓ч吀鎬х殑寮哄急錛屽垎涓哄己閰告у拰寮遍吀鎬т袱綾匯傚己閰告х殑瀹樿兘鍥㈡槸鑻紓洪吀錛屽急閰告х殑瀹樿兘鍥㈠垯鍖呮嫭鏈夋満紓烽吀銆佺緹鍩洪吀鍜岄厷絳夈
閰鎬富瑕佷互H+鐨勫艦寮忎笌鍏朵粬闃崇誨瓙榪涜屼氦鎹銆備緥濡傦紝鐢℉ +涓庨噾灞炵誨瓙浜ゆ崲浼氫嬌鏍戣剛鍙樻垚鐩愮殑褰㈠紡銆傚己闃崇誨瓙鏍戣剛闄や簡閰稿艦寮廟-O 澶栵紝鐢熶駭鍘傚朵篃浼氫互閽犵洂R-O 鐨勫艦寮忓嚭鍞錛屽垎鍒縐頒負姘㈠瀷鍜岄挔鍨嬪己闃崇誨瓙浜ゆ崲鏍戣剛銆
寮洪吀鎬ч槼紱誨瓙鏍戣剛鍚鏈夊ぇ閲忕殑寮洪吀鎬у熀鍥錛屽傜：閰稿熀3−錛屽規槗鍦ㄦ憾娑蹭腑紱昏В鍑篐+錛屾晠鍛堝己閰告с傛爲鑴傜昏В鍚庯紝鏈浣撴墍鍚鐨勮礋鐢靛熀鍥錛屽傜：閰稿熀3− 錛岃兘鍚擱檮緇撳悎婧舵恫涓鐨勫叾浠栭槼紱誨瓙銆傝繖涓や釜鍙嶅簲浣挎爲鑴備腑鐨凥+涓庢憾娑蹭腑鐨勯槼紱誨瓙浜掔浉浜ゆ崲銆傚己閰告ф爲鑴傜殑紱昏В鑳藉姏寰堝己錛屽湪閰告ф垨紕辨ф憾娑蹭腑鍧囪兘紱昏В鍜屼駭鐢熺誨瓙浜ゆ崲浣滅敤銆
鏍戣剛鍦ㄤ嬌鐢ㄤ竴孌墊椂闂村悗錛岃佽繘琛屾佺潄鍐嶇敓澶勭悊錛屽嵆浣跨敤鍖栧﹁嵂鍝佷嬌紱誨瓙浜ゆ崲鍙嶅簲鍚戠浉鍙嶇殑鏂瑰悜榪涜岋紝浣挎爲鑴傜殑瀹樿兘鍩哄洟鎮㈠嶅埌鍘熸潵鐨勭姸鎬侊紝浠ヤ究閲嶅嶅埄鐢ㄣ備緥濡傦紝涓婅堪鐨勯槼鑰呴攢紱誨瓙鏍戣剛涓鑸浣跨敤寮洪吀榪涜屽啀鐢熷勭悊錛屾ゆ椂鏍戣剛閲婃斁鍑鴻鍚擱檮鐨勯槼紱誨瓙騫朵笌H+緇撳悎錛岃繘鑰屾仮澶嶅埌鍘熸潵鐨勭粍鎴愩
姘村勭悊鍘婚櫎閽欓晛紱誨瓙浠庤岃揪鍒拌蔣鍖栫‖姘寸殑榪囩▼涔熸槸鐢ㄩ槼紱誨瓙浜ゆ崲鏍戣剛錛屼笉榪囦竴鑸鏄鐢ㄩ挔鐩愬瀷銆傚啀鐢熶嬌鐢ㄧ殑鏄宸ヤ笟姘鍖栭挔鍗抽熺洂銆
寮遍吀鎬ч槼紱婚栭棴娓稿瓙鏍戣剛鍚鏈夊急閰告у熀鍥錛屽傜晶鍩猴紞 錛岃兘鍦ㄦ按涓紱昏В鍑篐+鑰屽憟閰告э紝浣嗗洜鍏惰В紱葷▼搴︿笉楂橈紝鍥犳や竴鑸浠呯▼寮遍吀鎬э紝鏁呰屽睘浜庡急閰告ч槼紱誨瓙鏍戣剛銆傛爲鑴傜昏В鍚庝綑涓嬬殑璐熺數鍩哄洟錛屽
RCOO錛(R涓虹⒊姘㈤摼鍩哄洟)錛屽彲涓庢憾娑蹭腑鐨勫叾浠栭槼紱誨瓙鍚擱檮緇撳悎錛屼粠鑰屼駭鐢熼槼紱誨瓙浜ゆ崲浣滅敤銆
濡備笂鎵榪幫紝姝ょ被鏍戣剛鐨勯吀鎬у嵆紱昏В鎬ц緝寮憋紝鍦ㄤ綆pH涓嬮毦浠ョ昏В榪涜岃繘琛岀誨瓙浜ゆ崲錛屽彧鑳藉湪紕辨с佷腑鎬ф垨寰閰告ф憾娑蹭腑(濡俻H鍊間負5~14)璧蜂綔鐢ㄣ傝繖綾繪爲鑴備篃鏄鐢ㄩ吀榪涜屽啀鐢燂紝鍏跺啀鐢熸ц緝寮恆
D. 離子交換法富集分離陽離子和陰離子的原理各是什麼
1. 離子交換法是一種利用陰陽離子在特定樹脂上的吸附與解吸附能力來分離和富集離子的技術。
2. 在離子交換過程中，陰離子樹脂特別適用於富集有機酸類物質，因為這些陰離子能與樹脂上的羥基負離子發生交換並從而被吸附。
3. 為了富集這些有機酸陰離子，可以使用酸性溶液來洗脫，將吸附的有機酸陰離子從樹脂上置換下來。
4. 類似地，陽離子樹脂則用於富集生物鹼類物質。生物鹼的陽離子也能與樹脂上的羥基負離子交換並吸附。
5. 富集生物鹼的過程同樣涉及使用鹼性溶液來洗脫，將吸附的生物鹼陽離子從樹脂上釋放。
6. 在設計離子交換法的富集方案時，首先需要根據目標成分的性質來選擇合適的樹脂類型和洗脫條件，以確保有效且選擇性地富集目標離子。
E. 離子交換樹脂適合分離的成分有
【答案】：B、D
本題考查離子交換樹脂的分離原理及適用帆桐范圍純局。
離子交換樹脂的原理是利用化合物的解離度不同進行分離。主要用於分離具有酸性或做轎讓鹼性的成分，如有機酸、生物鹼類。分離有機酸採用陰離子交換樹脂，分離生物鹼採用陽離子交換樹脂。