离子交换树脂的使用条件及工作原理详解

树脂的使用及工作原理：

• 强酸性阳离子交换树脂

这类树脂含有强酸性基团,如磺酸基－SO3H,能在溶液中离解出H+ 而呈强酸性,反应式为：

R-SO3H→R-SO3－ +H+

树脂中的 SO3－ 基团能吸附结合溶液中的其他阳离子，如:

R-SO3－ +Na+ →R-SO3Na

这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。

树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与 H+ 结合而恢复原来的组成。

• 弱酸性阳离子交换树脂

这类树脂含弱酸性基团,如羧基－COOH,能在水中离解出H+而呈弱酸性,反应式为:

R-COOH→R-COO－+H+

同样，R-COO－ 能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换用。这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱*或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。

• 强碱性阴离子交换树脂

这类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，反应式为:

R-NR3OH→R-NR3+ + OH－

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。如以Cl－代表阴离子，此反应为：

R-NR3OH+Cl－ →R-NR3Cl+OH－

这种树脂的离解性很强，在不同 pH下都能正常工作。它用强碱 (如 NaOH) 进行再生。

• 弱碱性阴离子交换树脂

这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基( 亦称*胺基) -NH2 、仲胺基(二级胺基) -NHR 、或叔胺基( 三级胺基 ) -NR2 ，它们在水中能离解出 OH－而呈弱碱性，反应简式为:

R-NH2 +H2O→R-NH3 + +OH－

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。在多数情况下，这种树脂将整个酸分子吸附，以 HA 代表酸分子，反应式为：

R-NH2 + HA→R-NH3A

这种树脂只能在中性或酸性条件 ( 如 pH 1～9) 下工作。它可用 NaCO3 、NH4OH 进行再生。

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