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離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)
離子交換樹脂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如下圖所示。由三部分組成，分別是：
(1)高分子骨架 由交聯(lián)的高分子聚合物組成；
(2)離子交換基團(tuán) 它連在高分子骨架上，帶有可交換的離子(稱為反離子)的 離子型官能團(tuán)或帶有性的非離子型官能團(tuán)；
(3)孔 它是在干態(tài)和濕態(tài)的離子交換樹脂中都存在的高分子結(jié)構(gòu)中的孔(凝膠 孔)和高分子結(jié)構(gòu)之間的孔(毛細(xì)孔)。 在交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子基體(骨架)上，以化學(xué)鍵結(jié)合著許多交換基團(tuán)，這些交換基團(tuán)也是由兩部分組成：固定部分和活動部分。交換基團(tuán)中的固定部分被束縛在高分子的基體上，不能自由移動，所以稱為固定離子；交換基團(tuán)的活動部分則是與固定離子以離子鍵結(jié)合的符號相反的離子，稱為反離子或可交換離子。反離子在溶液中可以離解成自由移動的離子，在定條件下，它能與符號相同的其他反離子發(fā)生交換反應(yīng)。
離子交換的基本原理
離子交換的選擇性定義為離子交換劑對于某些離子顯示優(yōu)先活性的性質(zhì)。離子交換樹脂吸附各種離子的能力不，有些離子易被交換樹脂吸附，但吸著后要把它
置換下來就比較困難；而另些離子很難被吸著，但被置換下來卻比較容易，這種性能稱為離子交換的選擇性。離子交換樹脂對水中不同離子的選擇性與樹脂的交聯(lián)度、交換基團(tuán)、可交換離子的性質(zhì)、水中離子的濃度和水的溫度等因素有關(guān)。離子交換作用即溶液中的可交換離子與交換基團(tuán)上的可交換離子發(fā)生交換。般來說，離子交換樹脂對價數(shù)較高的離子的選擇性較大。對于同價離子，則對離子半徑較小的離子的選擇性較大。在同族同價的金屬離子中，原子序數(shù)較大的離子其水合半徑較小，陽離子交換樹脂對其的選擇性較大。對于強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂來說，它對些離子的選擇性順序為：Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。離子交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，但是這種可逆反應(yīng)并不是在均相溶液中進(jìn)行的，而是在固態(tài)的樹脂和溶液的接觸界面間發(fā)生的。這種反應(yīng)的可逆性使離子交換樹脂可以反復(fù)使用。
