求离子交换树脂的基本类型与交换反应原理？？

(1)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。(2)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，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(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)。(3)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。(4)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(

亦称一级胺基)

-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。(5)离子交换树脂的转型以上是树脂的四种基本类型。在实际使用上，常将这些树脂转变为其他离子型式运行，以适应各种需要。例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用，转变为钠型树脂再使用。工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+

等阳离子交换吸附，除去这些离子。反应时没有放出H+，可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。这种树脂以钠型运行使用后，可用盐水再生(不用强酸)。又如阴离子树脂可转变为氯型再使用，工作时放出Cl－而吸附交换其他阴离子，它的再生只需用食盐水溶液。氯型树脂也可转变为碳酸氢型(HCO3－

)运行。强酸性树脂及强碱性树脂在转变为钠型和氯型后，就不再具有强酸性及强碱性，但它们仍然有这些树脂的其他典型性能，如离解性强和工作的

pH

范围宽广等。