㈠ 離子交換分離操作中,以高濃度鹽溶液進行洗脫的原理是
用離子交換樹脂進行分離的操作程序包括三個步驟,具體操作過程如下文中所述.
(1)交換柱的制備首先選擇合適的離子交換樹脂類型,用相應的溶液進行處理,如強酸性陽離子交換樹脂需要在稀鹽酸中浸泡,以除去雜質並使之溶脹和完全轉變成H式.然後用蒸餾水洗至中性,裝入充滿蒸餾水的交換柱中.注意防止氣泡進入樹脂層.
(2)交換使待處理水樣以合適的流速通過交換柱進行離子交換.交換完畢後用蒸餾水洗去殘留的溶液及交換過程中形成的酸、鹼或鹽類等.
(3)洗脫洗脫是將已交換到樹脂上的離子分離出來的過程.選擇合適的洗脫液,使之以適宜速度通過交換柱進行洗脫.(更多質量檢測、分析測試、化學計量、標准物質相關技術資料請參考中檢所對照品查詢 www.rmhot.com)
陽離子交換樹脂常用鹽酸溶液作為洗脫液;陰離子交換樹脂常用鹽酸溶液、氯化鈉或氫氧化鈉溶液作洗脫液.對於分配系數相近的離子,可用含有機絡合劑或有機溶劑的洗脫液,以提高洗脫過程的選擇性.
離子交換技術在富集和分離微量或痕量元素方面應用很廣.例如分離水中的鋰離子、錳離子、銅離子、鐵離子、鋅離子等多種金屬離子,首先加入鹽酸使一部分離子轉變為絡合陰離子,然後將水樣通過強鹼性陰離子交換樹脂,各種離子均被交換在樹脂上,最後用不同濃度的鹽酸溶液進行洗脫分離.鋰離子不生成絡合陰離子,不發生交換,可用12mol/L HCl溶液最先洗脫出來
㈡ 離子交換怎麼試驗
離子交換法是一種藉助於離子交換劑上的離子和廢水中的離子進行交換反應而除去廢水中有害離子的方法。離子交換是一種特殊吸附過程,通常是可逆性化學吸附;其特點是吸附水中離子化物質,並進行等電荷的離子交換。
離子交換劑分無機的離子交換劑如天然沸石,人工合成沸石,及有機的離子交換劑如磺化煤和各種離子交換樹脂。
在應用離子交換法進行水處理時,需要根據離子交換樹脂的性能設計離子交換設備,決定交換設備的運行周期和再生處理。通過本實驗希望達到下述目的:
1) 加深對離子交換基本理論的理解;學會離子交換樹脂的鑒別;
2) 學會離子交換設備操作方法;
3) 學會使用手持式鹽度計,掌握pH計、電導率儀的校正及測量方法。
二、實驗內容和原理
由於離子交換樹脂具有交換基因,其中的可游離交換離子能與水中的同性離子進行等當量交換。 用酸性陽離子交換樹脂除去水中陽離子,反應式如下:
nRH + M+n → RnM + nH+
M——陽離子 n——離子價數
R——交換樹脂
用鹼性陰離子交換樹脂除去水中的陰離子,反應式如下:
nROH + Y−n → RnY + nOH-
Y——陰離子
離子交換法是固體吸附的一種特殊形式,因此也可以用解吸法來解吸,進行樹脂再生。
本實驗採用自來水為進水,進行離子交換處理。因為自來水中含有較多量的陰、陽離
子,如Cl¯, NH4+,Ca,Mg,Fe,Al,K,Na等。在某些工農業生產、科研、醫療衛生等工作中所用的水,以及某些廢水深度處理過程中,都需要除去水中的這些離子。而採用離子交換樹脂來達到目的是可行的方法。
㈢ 離子交換分離
將含來鈹的9mol/L鹽酸溶液通過強鹼性自陰離子交換樹脂時,可以有效地分離銅、鈷、鎳、鎘、鉻、鐵、錳、鋯和鈾離子。鈹和鋁離子則保留於溶液中。
將pH3.5並含有EDTA和過氧化氫的溶液通過強酸性陽離子交換樹脂(鈉型),此時鈹不形成穩定的EDTA配合物,而被吸附;鋁及鐵的EDTA配合物和鈦與過氧化氫及EDTA的配合物都不被吸收,而與鈹分離,被吸附的鈹再用3mol/L鹽酸淋洗。
㈣ 急求~離子交換柱清洗方法
離子交換層析
Tina 發表於 2006-2-21 12:21:00
材料與儀器
DEAE-32纖維素,pH8.0 0.01 mol/L Tris-HCl,工程菌破碎離心後的上清液;
層析柱
二、 方法與步驟
1) 裝柱:
用水清洗層析柱,柱內留存水距底部約1cm,加入18ml介質(凝膠溶液)。
2) 平衡:
加0.01M,PH8.0,tris-HCl緩沖液,直至流出液PH與緩沖液一致。
3) 上樣:
用量筒量出上清液體積,再加入等體積緩沖液混合,取EP管留1.5ml。待柱中水流出,至剛好覆蓋凝膠表面,靠璧緩慢加樣。
4) 用50ml緩沖液洗滌,用EP管隨機收集樣品穿出液和洗滌穿出液。
5) 洗脫:
將梯度洗滌儀和層析柱連接,洗脫瓶A(混合器)加200µl緩沖液,開口打開至兩瓶液面相平,相通管道出無氣泡,關閉連接,A中加入6gNaCl溶解,把裝置放在梯度混合儀上,開動攪拌器開關,打開A和B的連接通道,層析柱下端連收集器,收集洗脫流出液。
6) 控制流速,約4min/管,2-3ml/管。
分子篩的是凝膠層析
Sephadex G-100凝膠層析
Tina 發表於 2006-2-21 12:27:00
材料與儀器
Sephadex G-100,0.5 mol/L pH8.0 Tris-HCl,濃縮液
層析柱
二、 方法與步驟
1) Sephadex G-100 凝膠預處理
a) 100ml燒杯,稱取5克sephadex G-100,加入50ml去離子水,浸泡溶脹24小時。
b) 傾去sephadex G-100溶脹後凝膠上層的水,加入凝膠等體積的1.0 mol/L NaOH液處理,用攪棒輕輕攪動,並浸泡1小時處理後傾去。用去離子水洗滌。洗滌過程中,用傾去法除去細顆粒。其方法是用攪棒將凝膠攪勻(注意不要過分用力攪拌,以防止顆粒破碎),放置數分鍾,將未沉澱的細顆粒隨上層水倒掉。浮選3-5次,直至上層沒有細顆粒為止,再浸泡水洗至PH中性。
c) 將Sephadex G-100凝膠水溶液盛放於抽濾瓶中,用洗耳球塞住杯口,減壓抽氣30分鍾,除去凝膠溶液內的氣泡,將脫氣後的凝膠溶液輕輕倒入燒杯中,其中盛有1/2去離子水。
2) 裝柱
a) 層析柱(1.0Î50cm)用水清洗干凈,柱的上、下端聯接塑料管接上小乳膠管,裝上螺旋夾。將層析柱垂直裝好。校直過程用下端綁有鑰匙的繩子掛於鐵架的不同位置,從多角度校正使柱垂直。打開柱上埠,從柱底下出口管朝柱內注入水,使柱底全部充滿水而不留氣泡,關閉柱出口。最終柱內留存有2 cm的水。從出口處接上一根直徑2 mm細塑管,塑管另一端固定在柱的上端部位。
b) 攪動凝膠溶液(切勿攪動太快,以免空氣再逸入),使形成均一的薄膠漿,並立即沿玻棒倒入層析管內,讓加入的凝膠在柱內自然沉降,待柱底面上積起約1-2 cm的凝膠床後,打開柱出口水流。隨著柱內水的流出,上面不斷加入凝膠液,使形成的凝膠床面上有凝膠連續下降(如果凝膠床面上不再有凝膠顆粒下降,應該用攪棒均勻地將凝膠床攪起數厘米高,然後再加凝膠,不然就會形成界面,影響層析效果)。
c) 凝膠沉積到柱內凝膠是否均勻,有否「紋路」或氣泡。若層析柱不均一,必須重新裝柱。
3) 平衡
柱裝好後,使層析床穩定15-20分鍾,然後連接洗脫瓶出口和層析柱頂端,用3-5倍體積地緩沖液平衡層析柱。平衡過程中控制上柱緩沖液地進柱操作壓保持恆定。保持流速每滴/10秒。直至流出液的PH與上柱緩沖液完全相同。
4) 樣品洗脫
a) 上樣准備:
i) 上樣前打開層析柱上端,先檢查凝膠床界面是否平整,如果傾斜不平整,可用玻棒將凝膠床界面輕輕攪起後,再使凝膠自然沉降,形成平整狀態的凝膠床界面。用毛細吸管小心吸去大部分清液,然後讓液面自然下降,直至幾乎露出凝膠床界面。
ii) 樣品放入高速離心機,12000r/min、離心5 min。
iii) 上樣前吸取50µl樣品於EP管中,以備走電泳。
b) 樣品上樣:
i) 將樣品由玻棒引流沿管壁加入到凝膠床面上,注意不要將床面凝膠沖起。同時打開層析柱下面流出液開關(控制流速1滴/20秒),保持層析柱下面流出滴速與上樣的滴速一致,控制凝膠床界面不能脫水,並控制樣品區帶盡量狹窄。
ii) 當1.5ml樣品全部加入後,用 1-2 ml的0.5mol/L PH8.0 Tris-HCl洗脫液同上樣時一樣地保持層析柱下面流出滴速與上樣的滴速一致以控制凝膠床界面不能脫水,小心清洗凝膠床界面表面,使黏附著的樣品全部洗入凝膠床。
iii) 然後開始控制上樣的滴速大於層析柱下面流出滴速,使幾乎與凝膠床界面相平的洗脫液液面慢慢提高至凝膠床界面高出2cm左右,封閉層析柱上端。
iv) 保持層析柱上柱洗脫液入口處與層析柱下面流出處有一定勢壓。控制上柱緩沖液的進柱操作壓保持恆定。
c) 洗脫:
用0.1 mol/L PH8.0 Tris-HCl 緩沖液洗脫,用部分收集器收集,4分鍾/管(約2-3ml/管),收集約1-30管。
5) 酶活、酶濃度測定,參見2.6.2,2.6.3
6) 最高酶活收集管洗脫液留50µl,以備走電泳。
7) 將酶活較高的收集液10~14管合並,測定總體積為7.1 ml,精確測定酶活性。並用考馬思亮藍測定蛋白濃度。測酶活時體系稀釋了200倍,定蛋白時無稀釋。
㈤ 離子交換分離法
將含有鎳的9mol/LHCl溶液,流經氯型強鹼性陰離子交換樹脂柱,由於鐵、鈷、銅、鋅、內鉍等金屬離子在鹽酸溶液中形容成相應的配陰離子,而被吸附在陰離子交換樹脂柱中。鎳在此條件下不形成配陰離子,因而不被樹脂所吸附,仍留在溶液中,由此可與上述金屬離子得到分離。與鎳一起進入溶液的有鹼金屬,鹼土金屬以及鈦、釩、錳等。
AG50W陽離子交換樹脂從6mol/LHCl-丙酮介質中吸附分離鎳,鎳的分配系數可達227。在同一條件下,易形成氯配陰離子的一些元素分配系數在1以下,而鐵、鈷、銅、鋅、鎘、汞、鉛、鉍、錳、鉬、釩、鎵、銦、鈾等的分配系數不超過4;因此,鎳可與上述元素得到完全分離。
㈥ 強酸型 離子交換劑 常用於分離什麼物質
,稀土元素的分離雖然目前萃取法在稀土分離中也有很大優勢.但為取得單個的高純度的稀土元素.離子交換法仍佔有一定的地位.這個流程中使用強酸性陽離子交換樹脂,並應用延緩離子.由於所用淋洗劑是與稀土元素有很強結合能力的試劑乙二胺四乙酸(EDTA).如無任何阻擋,所有稀土元素都會較快地從柱中流出而不能達到有效分離.所謂延緩離子是這樣的離子(比如Cu2+),它與淋洗劑的結合能力比稀土強,事先充滿整個樹脂柱,當淋洗劑與稀土形成的配合物下行遇到Cu2+時,Cu2+即與淋洗劑結合而將稀土元素離子釋放出來使之滯留在樹脂上.隨著淋洗的繼續,稀土元素經過反復地在淋洗劑和樹脂間交換.最後按順序在柱上排列,達到分離的目的.二,在分析領域的應用1,試樣中總鹽量的測定2,分離干擾離子(1),不同電荷離子間的分離一般常用陽離子交換樹脂.(2),相同電荷離子間的分離將某種離子變成絡陰離子,而用離子交換樹脂分離.二,在分析領域的應用例:分離Al3+和Fe3+HCl介質將相同電荷的離子一起吸附到樹脂上,然後進行選擇性淋洗,將它們分離.例:分離鎳,錳,鈷,銅,鐵,鋅在濃鹽酸介質中,強鹼性陰離子交換樹脂上進行交換後,用不同濃度的鹽酸溶液洗脫.12mol/LHCl→Ni2+,6.0mol/LHCl→Mn2+4.0mol/LHCl→Co2+,2.5mol/LHCl→Cu2+0.5mol/LHCl→Fe3+,0.005mol/LHCl→Zn2+3,痕量物質的富集例:測定天然水中K+,Na+,Ca2+,Mg2+,SO42-,Cl-試液→陽離子交換柱→陰離子交換柱→少量稀鹽酸洗脫陽離子→少量氨溶液洗脫陰離子→濃縮三,化學工業中的應用1,氫氣的凈化2,工業鹽酸的提純3,石油化工四,醫葯食品工業五,環境保護§4.6吸附分離及應用吸附色層分離是用吸附劑對某些元素或離子進行吸附而建立起來的色層分離方法.吸附劑特性:化學穩定性好,耐化學腐蝕,分離所得到產物具有良好的化學純度;(2)耐輻射性,尤其在放射化學分離中容易得到比較穩定的分離效率和回收率.良好的吸附和淋洗性能,在吸附色層中溶質和吸附劑之間容易達到平衡,吸附和淋洗較快,為快速分離相獲得較小體積的淋洗液創造了條件;(4)吸附劑易於獲取,價格低廉,操作比較簡單,消化處理容易.
㈦ 離子交換樹脂使用前為什麼要進行預處理
樹脂使用前為什麼要進行預處理?
在離子交換樹脂的產品中,含有少量低聚合物質和未參與聚合,縮合反應的單體,當這種樹脂與水以及酸,鹼鹽的溶液接觸時,上述物質就會轉入溶液中,影響出水質量,除了這些有機物外,水中還往往含有Fe,AI,Ca等雜質,為了防止這些有機物和無機的雜質影響出水質量效率,因此對新樹脂要進行預處理。
陰陽離子交換樹脂預處理:
陽離子交換樹脂的預處理步驟:
首先用清水對樹脂進行沖洗(最好為反洗)洗至出水清澈無混濁、無雜質為止。而後用4~5%的HCl和NaOH在交換柱中依次交替浸泡2~4小時,在酸鹼之間用大量清水淋洗(最好用混合床高純度去離子水進行淋洗)至出水接近中性,如此重復2~3次,每次酸鹼用量為樹脂體積的2倍。最後一次處理應用4~5%的HCl溶液進行,用量加倍效果更好。放盡酸液,用清水淋洗至中性即可待用。
陰離子交換樹脂的預處理步驟:
首先用清水對樹脂進行沖洗(最好為反洗),洗至出水清澈無混濁、無雜質為止。而後用4 ~5%的NaOH和HCl在交換柱中依次交替浸泡2 ~4小時,在鹼酸之間用大量清水淋洗(最好用混合床高純度去離子水進行淋洗)至出水接近中性,如此重復2~3次,每次酸鹼用量為樹脂體積的2倍。最後一次處理應用4~5%的NaOH溶液進行,用量加倍效果更好。放盡鹼液,用清水淋洗至中性即可待用。
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㈧ 以離子交換色譜法為例,簡述濕法裝柱的操作過程和注意事項
1.樣品處理:對被分離樣品有時要經過水解等化學處理,樣品溶液一般要兼顧到濃度與粘度兩方面。
+ B4 ^: J i3 _) \- T: R/ |" v2.離子交換柱的安裝:層析柱內徑必須粗細均勻,柱管大小可據實際需要選擇。柱下端膠塞中插入一放液管,膠塞上蓋以園形尼龍綢或發泡塑料片以防止交換樹脂流出。
+ H/ ?0 X, d' E2 P8 h& S- U3.裝柱:⑴裝柱質量是確保柱層析分離效果的技術關鍵之一,越是高技術層析(如使用毛細管層析柱的高級層析設備)裝柱的技術要求和難度越高,以至手工操作很難達到。⑵裝柱的質量要求,無論是手工、機械、自動化裝柱都是一樣的,要求裝入柱中的分離載體材料松緊適度,分布均勻,無氣泡、無斷層、無結節,能保持正常的溶脹形態和結構;⑶裝入柱中樹脂的高度與直徑之比因分離對象和分離目的不同而相差很大,本教材推薦的肝素鈉洗脫柱裝柱高度是柱徑的4~6倍。⑷操作次序,以手工裝入溶脹的D254樹脂(濕法裝柱)為例,其操作程序可概括為:①查連接(柱與塞之間、上下塞與進出液管之間、梯度混合器與進液管之間、出液管與收集器之間等等的連接是否正確、緊密),②試止漏(塞子、接頭、活塞開關處在長時間滿負荷下不泄漏),③加隔離緩沖墊(緊貼於柱子下端塞子的內平面),④加少許平衡液於空柱內,⑤趕氣泡(緩沖墊內和出水管中的氣泡),⑥開通放水開關,⑦與放水量保持相當的流速,向柱內勻速加完載體材料漿,⑧關閉放水開關,令樹脂自然下沉,⑨用洗滌液和清水洗滌樹脂,⑩最後用緩沖液過柱和平衡柱,使樹脂結構平衡穩定,⑾在樹脂表面蓋上一片尼龍或泡膜塑料,並與柱子內壁保持嚴密接觸,以防加樣時樹脂泛起。
( ?6 Y, g6 D5 S2 e- z% v b* m4.加樣:緩緩打開柱子下端的放液開關,使柱內液面剛好降至樹脂面時便立即將樣品溶液小心地加到尼龍或泡膜塑料片上,待樣品液面剛好進入樹脂層內便立即加入少許平衡緩沖液,以清洗粘附在覆蓋層中的樣品,並隨之進入樹脂層。當柱內液位接近樹脂表面時便立即添加洗滌液進行洗滌操作。$ o+ c9 M: n3 `% Q
5.洗滌:選用合適的洗滌液、恰當的總用量及洗滌流速,小心洗滌柱內樹脂,以除去不被離交樹脂吸附的雜質。: K0 s* j/ p; W4 d) o7 W6 _
6.洗脫:由洗脫曲線找出洗脫液的最佳濃度和適當的總量、操作壓及流速進行洗脫。
5 m- U F# X! m' M. O# g! |7.監測:用敏感快速的方法(參見下文「測定」)監測分離成分是否洗脫出來以及洗脫峰的軸向分布
9 v2 C$ h- _- \: S8.收集:一旦發現待分離成分洗脫出來便可進行一步或分步收集,並可根據各成分洗脫峰的軸向分布和濃度監測,決定產品收集濃度區段,棄去的洗脫液可循環用於相同成分的洗脫。
1 v7 I2 v8 H, m8 y3 ] M; J8 m9.沉澱/離心:用沉澱劑可將分離組分沉澱或離心下來脫水乾燥,沉澱劑回收再用。
" a3 @7 z0 a' t10.脫水乾燥:加入適當脫水劑為如無水乙醇、丙酮或乙醚脫水後進一步乾燥。5 _" H" J" X0 e% v" V
11.測定:對層析所得產品可稱重或測定活性計算其得量和收率。. ^7 ]4 x, e- `1 p# y- z. d7 g9 m5 `
【注意事項】4 G; U! }* `$ X7 C" b: b0 f
1.應根據被分離物質的理化性質、分子大小、分子形狀和分離的目的要求,選擇分離效果好、交換容量大而機械強度較高的分離載體材料。市售的分離載體有明確的規格型號、理化性質、功能作用、活化再生和保養存放等技術參數資料可供用戶選擇。
* K7 Q, U. T% x8 y5 R2.應根據分離純化的對象、規模選擇層析柱的長短、粗細、柱高與內徑之比,使達到最佳分離效果;此外,柱子材料的化學性質要穩定、透明,內徑要均一、光滑,死腔要愈小愈好,要有利於緊固、連接、裝柱與維護。
4 E& F! k7 Q. W3 [& s/ k( ?- P3.柱子安放要垂直、穩固,與之相連的各種線路、管道、設備、設施的布局和連接要緊奏,要方便操作、觀察與維護。4 F5 w( v8 w+ c4 C
4.要求裝入柱中的分離載體材料松緊適度,分布均勻,無氣泡、無斷層、無結節,能保持正常的溶脹形態和結構。5 F n1 O% }8 d z+ T0 L# t2 |3 C
5.保持柱內樹脂層面平整、層序結構始終如一是確保柱層析分離效果的又一技術關鍵。為此,從裝柱到洗脫結束的過程中,尤其是加樣、洗滌、洗脫過程中要始終保持柱內液位不低於柱內樹脂的頂部平面,尤其要始終保持柱內樹脂的層序結構始終如一,不被打亂,特別要防止更換濃度不同的洗滌洗脫液時發生「翻缸」而攪亂樹脂層結構,「壓缸」而造成柱層斷裂和梗塞斷流。
7 z/ W" C+ E8 q: i& t g6.注意保持一定的操作壓,這對確保層析柱流速和分離效果十分重要。因為流速不僅與洗脫液加在柱上的壓力(因液面差造成)有關,也與裝柱材料的粒度、交聯度、機械強度有關。應針對具體情況建立一個操作壓、流速和分離效果的最佳平衡點。
; N( j K7 n0 T" {9 [$ S6.顯著標明各種洗滌、洗脫液的技術參數,嚴禁亂用和混用。) M) k" o* {2 g( F
7.製作洗脫曲線,確定洗脫液收集方案,設置洗脫監控點。2 N; I* F% \6 e9 I5 J% X1 V
8.注意剔除破損樹脂,及時補足流失、破損的循環樹脂量。
# S5 F F8 K3 V2 ]9 A1 E6 U+ o9.嚴格掌握新、舊樹脂的活化、再生條件,及時再生舊樹脂。$ h4 U9 m: L5 L7 g
樹脂的再生:每次洗脫結束,用清水將樹脂洗出柱體再用、再生,或用高濃度的NaCl溶液浸泡貯存。樹脂經過一段使用後樹脂上的活性基團因被交換而使交換容量大為降低,此時樹脂需要再生處理。( z# |! T+ @) z" O
大處理(酸—鹼—酸):加入樹脂2倍量的2mol HCL溶液攪拌3小時,自來水沖洗至中性;又用2mol NaOH溶液照酸處理方式處理;再用2mol HCL處理。
5 F% O1 U$ W2 r小處理(鹼—酸):濃度、方法同上。) o4 @' Y" x8 ]8 s2 {8 P6 i
連續用數次的樹脂進行小處理,用十次後的樹脂要進行大處理。
4 {, T2 J( F& L& C: a- C% E& g$ X9 v10.注意脫水乾燥條件。$ M) H0 {1 @& q' Y9 j" t7 n1 x
㈨ 離子交換法分離檢測鐵離子,鈷離子,鎳離子實驗中為什麼交換柱在加入混合液前要用濃鹽酸淋洗
樹脂先用酸轉型到氫型吧。是不是應該還用用純水沖洗,再進混合液。