A. 紧急求助,离子交换色谱的一个小问题
离子交换色谱法(ion exchange chromatography,IEC)
离子色谱分析法出现在20世纪70年代,80年代迅速发展起来,以无机、特别是无机阴离子混合物为主要分析对象.
离子交换色谱利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异来实现分离.离子交换色谱的固定相一般为离子交换树脂,树脂分子结构中存在许多可以电离的活性中心,待分离组分中的离子会与这些活性中心发生离子交换,形成离子交换平衡,从而在流动相与固定相之间形成分配.固定相的固有离子与待分离组分中的离子之间相互争夺固定相中的离子交换中心,并随着流动相的运动而运动,最终实现分离.
表达式
离子交换色谱的分配系数又叫做选择系数,其表达式为:
K_s=\frac{[RX^+]}{[X^+]}
其中[RX + ]表示与离子交换树脂活性中心结合的离子浓度,[X + ]表示游离于流动相中的离子浓度
分离原理
离子交换色谱(ion exchange chromatography,IEC)以离子交换树脂作为固定相,树脂上具有固定离子基团及可交换的离子基团.当流动相带着组分电离生成的离子通过固定相时,组分离子与树脂上可交换的离子基团进行可逆变换.根据组分离子对树脂亲合力不同而得到分离.
阳离子交换:
阴离子交换:
式中"--"表示在固定相上,Kxy和Kzm是交换反应的平衡常数,Z+和X-代表被分析的组分离子.M+和Y-表示树脂上可交换的离子团.
离子交换反应的平衡常数分别为:
阳离子交换:
阴离子交换:
平衡常数K值越大,表示组分的离子与离子交换树脂的相互作用越强.由于不同的物质在溶剂中离解后,对离子交换中心具有不同的亲合力,因此具有不同的平衡常数.亲合力大的,在柱中的停留时间长,具有高的保留值.
固定相
离子交换色谱常用的固定相为离子交换树脂.目前常用的离子交换树脂分为三种形式,一是常见的纯离子交换树脂.第二种是玻璃珠等硬芯子表面涂一层树脂薄层构成的表面层离子交换树脂,第三种为大孔径网络型树脂.它们各有特点,例如第二种树脂有很高的柱效,但它的柱容量不大;第三种树脂适用于非水溶液中物质的分离,因为它们的孔径和内表面积大,不需要用水溶胀,便可满意地使用.
典型的离子交换树脂是由苯乙烯和二乙烯基苯交联共聚而成:
其中,二乙烯基苯起了交联和加牢整个构型的作用,其含量决定了树脂交联度大小.交联度一般控制在4%~16%范围内,高度交联的树脂较硬而且脆,也较渗透,但选择性较好.在基体网状结构上引入各种不同酸碱基团作为可交换的离于基团.
按结合的基团不同,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂.阳离子交换树脂上具有与样品中阳离子交换的基团.阳离子交换树脂又可分为强酸性和弱酸性树脂.强酸性阳离子交换树脂所带的基团为磷酸基(一),其中和有机聚合物牢固结合形成固定部分,是可流动的能为其他阳离子所交换的离子.
阴离子交换树脂具有与样品中阴离子交换的基团.阴离子交换树脂也可分为强碱性和弱碱性树脂.
阴离子交换树脂属强碱性,它是由有机聚合物骨架和一季胺碱基团所组成,它带有正电荷.而与相反的是可以移动的部分,它能被其它阴离子所交换
流动相
离子交换色谱的流动相最常使用水缓冲溶液,有时也使用有机溶剂如甲醇,或乙醇同水缓冲溶液混合使用,以提供特殊的选择性,并改善样品的溶解度.
离子交换色谱所用的缓冲液,通常用下列化合物配制:钠、钾、被的柠檬酸盐,磷酸盐,甲酸盐与其相应的酸混合成酸性缓冲液或氢氧化钠混合成碱性缓冲液等.
B. 强碱性阴离子树脂工作时是化学变化还是物理变化
强碱性树脂含有强碱性基团,如季胺基(亦称四级胺基)-nr3oh(r为碳氢基团),能在水中离解出oh-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。
C. 有机化学中怎样判断是酸性基团还是碱性基团
分子中含有吸电子的诱导效应会是酸性增强,吸电子基越多,吸电子能力越强,吸电子基离酸性基团越近酸性越强。
D. 哪些有机基团是碱性
好吧 要知道这个首先要知道酸碱定义。来到大学读化学系。我们去年学了无机化学,了解了酸碱的定义。这学期学了有机化学,刚刚今天考试考好。话说碱性,一直以来有多种定义。中学阶段讲的,是“电离时阳离子全部都是氢离子的是酸;电离时阴离子全部都是氢氧根的是碱”,到了大学,如果也读化学系,你首先会接触到另一种定义:凡是能够结合质子的都叫做碱,凡是能够释放质子的都叫做酸。然后还有一种比较前沿的理论——凡是能够结合电子的都叫做酸 凡是能够给出电子的都叫做碱。不过我们目前基本用的是质子理论,质子就是氢离子啊。所以,按照“凡是能够结合质子的都叫做碱”,很多都是碱。比如醇去掉一个氢之后的基团,今天考试有一个选择题就是说问那个基团碱性最大,应该是叔丁氧基负离子,就是 2-甲基-2醇 去掉羟基上的氢之后的离子。其实,只要能够结合质子的都叫做碱,就像乙酸根离子也是啊!还有像“烷基去掉一个氢”这种结构也属于醇的范围啊~好懂吗??呵呵还可以再参照以他网友的回答
E. 为什么离去基团的碱性越弱,形成的负离子越
你这里比较的是:被取代的活性次序,实际上就是RI,RBr,RCl,RF中各个卤素原子的离去顺序。这个顺序,就是RI>RBr>RCl>RF。影响这个顺序的因素是R-X键断裂时的键能,而不是键的极性。在这四个物质中,键能:C-F>C-Cl>C-Br>C-I,键能越低越容易断裂;另外,还有离去基团的碱性:F-
>
Cl-
>
Br-
>
I-,而碱性越弱,形成的负离子越稳定(碱性越弱,负电荷就越容易分散,就越稳定)。综上,这个反应的顺序就是RI>RBr>RCl>RF。还有,键的极性强弱不是判断键断裂难易程度的标准,要看键能。而且,通常极性强的键,往往结合的更为紧密,键能很高。供参考
F. 如何判断一个基团的亲核性(碱性)强弱
亲核性和碱性可是有差别的哦。
亲核性是孤对电子给出能力的体现。
凡是孤对电子轨道高,极化性强的,亲核性就强。比如碘离子就是一个典型的强亲核试剂。
碱性是结合氢离子能力的体现,凡是孤对电子给出能力强,而且结合氢离子以后形成的键牢固的碱性就强,比如烷氧基,就是典型的强碱。
当然它们可以同时具备,但也可以偏向不同。
我这么说你了解了?
G. 怎样判断一个基团的碱性、可极化性、亲核性
从元素周期表F离子偶极距最强,所以从元素周期表从左到右是依次增强,从上到下依次减弱。如果楼主是大一的请采纳,记住这点就可以判断试剂亲核性强弱
H. 如何判断基团酸碱性及其强弱
亲核性和碱性可是有差别的哦。
亲核性是孤对电子给出能力的体现。
凡是孤对电子轨道高,极化性强的,亲核性就强。比如碘离子就是一个典型的强亲核试剂。
碱性是结合氢离子能力的体现,凡是孤对电子给出能力强,而且结合氢离子以后形成的键牢固的碱性就强,比如烷氧基,就是典型的强碱。
当然它们可以同时具备,但也可以偏向不同。
I. 强碱性阴离子交换树脂上怎么会有弱碱性离子
强碱性是因为季铵盐(氢氧化铵),氢氧根完全电离,而伯胺、仲胺、叔胺形成的交换基团因为氢氧根不能完全电离,故为弱碱。
弱碱性阴树脂主要用于水处理行业,比如原水含较高有机物,使用强碱阴树脂容易中毒的工况中,会选用大孔弱碱阴树脂置前,后跟强碱阴树脂。
弱碱阴树脂也普遍用于食品发酵行业,比如淀粉糖行业,淀粉水解板框过滤,通过活性炭脱色处理后,溶液中含有灰分和有机色素,需要采用离交设备进行脱灰脱色处理,一般为阳床+弱阴床+阳床+弱阴床,或阳+弱阴+弱阴等工艺,也会在最后跟上一个小阳柱调节PH值,这个时候弱阴树脂主要是去除溶液中的强酸根阴离子(比如硫酸根离子、氯根离子),同时最主要的是对溶液进行脱色处理,因为弱阴树脂对有机色素的吸附与洗脱能力都很不错,而强阴树脂虽然对有机色素吸附能力好,但很难洗脱,并容易导致葡萄糖异构化。
但是现在大部分国内离子交换树脂生产企业,受迫于环保和生产成本的压力,都普遍采用了新工艺生产弱碱阴树脂,这类新工艺弱碱树脂在使用中,物化性能表现不佳,弱碱阴树脂一直是争光的王牌产品,不管是生产工艺的可靠性,还是应用研究的先进性,几十年来一直稳居国内第一,并且在多种工况应用中,也完全达到并超过国外品牌同类产品。所以很负责任的给您推荐一下,这个产品您可以毫无疑问的选择争光。
借此问题回答之际,呼吁国内离子交换树脂生产企业同行,将企业发展眼光放长远一些,尤其是个别企业(在此不方便一一点名),不要为了眼前的蝇头小利,生产那些偷工减料的产品,市场用户终究是会渐渐明白性价比的,国家也不会允许你们将三废如此偷排放的,因为你们的子孙后代终究还是需要这个地球,需要这份空气,需要一些干净的水源。
还有也顺便敬告广大用户,控制采购成本是需要专业技术为基础的,一味的打压供应商产品价格,您就不怕搬了石头砸自己的脚?买的终究没有卖的精,你那些所谓的节约降低采购成本,是否用专业数据统计过,您的使用成本?离子交换树脂最大的特点就是可以重复使用,如果在重复使用中,制水量不足,再生频率变高,酸碱耗水耗以及人工成本是否一一统计了?
最后呼吁国家废除现有招投标制度,因为现有的招投标法,已经严重被滥用,集体拍板也就是集体承担责任,其实也意味着没有人会去承担责任。国内市场持续十多年的低价恶性竞争,所谓的层层审批制度,这类制度成为了大众创新万众创业的拦路虎绊脚石,因为一些创新技术是需要终端市场去尝试的,其中必然存在失败的概率,而现如今,反腐让您怠工,招投标让您不愿去学习研究技术,长久如此下去,您的不进步,让我失去了为您提供服务的同时,也丧失了国内整个实体经济的良性有效持续发展的机会。
J. 强碱性阴离子交换树脂怎么处理才能使用
离子交换系统的工作过程是利用树脂的反应基交换原溶液中呈溶解状态的离子。运行一个版周期后权,用一定浓度的药剂溶液来再生树脂,以除去交换出来的离子。若再生不当,被交换出来的离子不能充分除去,从而使树脂交换容量下降,性能变差