離子交換劑的選擇性:
離子交換劑吸附各種離子的能力是不同的,有些離子容易被交換劑吸附,但吸附后很難交換,有些離子很難被吸附,但容易被置換這種性能稱為離子交換選擇性。這種選擇性影響離子交換劑的交換和再生(或稱為還原),因此它是實際應用中的一個重要問題。
離子交換劑的選擇性主要取決于吸附的離子結構。它有兩個規律;一個是離子帶的電荷越大,越容易被交換劑吸附,比如二價離子比一價離子更容易被吸附,另一個是對于相同電荷量的離子,原子數越大(即分子量大)元素,形成離子的水合半徑小,容易被吸附。
對于陽離子交換劑,其對各種常見離子的選擇性順序如下:
Fe3+>AI3+>Ca2+>Mg2+>K+≈NH4+>Na+>Li+
這個順序只適用于含鹽量較低的水溶液,如濃溶液,離子間干擾較大,水合半徑的順序與上述順序有些不同,此時離子間選擇性差異較小。
離子交換劑的選擇性不僅與被吸附離子的性質有關,還與離子交換劑的活性基團有關。特別是H型陽離子交換劑和OH型陰離子交換劑,例如帶有磺酸鹽基團的那些(SO3-強酸離子交換劑的吸附能力不是很強,H+在Li和Na之間的選擇順序,即其選擇順序為:
Fe3+>AI3+>Ca2+>Mg2+>K+≈NH4+>Na+>Li+
所以在實際應用中,用酸再生弱酸陽離子交換樹脂要比強酸陽離子交換樹脂容易得多。
強堿性陰離子交換樹脂的選擇順序如下:
SO42->NO3->CI->OH->F->HCO3->HSiO3-
弱堿性陰離子交換樹脂的選擇順序如下:
OH-> SO42->NO3->CI->F->HCO3->HSiO3-
因此,用堿再生弱堿性陰離子交換樹脂比強堿性陰離子交換樹脂更容易。