离子交换法(ion exchange process)是
液相中的
离子和
固相中离子间所进行的的一种可逆性
化学反应,当液相中的某些离子被离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。
这类
树脂(IONRESIN)含有大量的强酸性基团,如
磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出
H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他
阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。
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,使树脂的官能基团恢复原来状态,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。
这类树脂(IONRESIN)含弱酸性
基团,如
羧基-COOH,能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电
基团,如R-COO-(R为
碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。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。
阳离子交换树脂对存在于溶液中的不同阳
离子吸附能力不同,一般而言,对高价离子的吸附能力大于对低价离子的吸附能力;同价离子,对大直径离子吸附能力
大于对小直径离子吸附能力。