第四节 道南平衡.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四节 道南平衡,道南膜平衡理论解释离子交换现象。,把离子交换树脂看作是具有弹性的凝胶，吸收水,和其它极性溶剂而溶胀,：,（,1,）,溶胀后树脂内部是一滴浓的电解质溶液。,（,2,）在树脂颗粒和外界溶液的界面看作有一个,半透膜，膜的一边为树脂相，另一边为外界溶液。,（,3,）树脂的固定离子不能透过膜，而活泼基团电离出来的离子和外界溶液中的离子可以通过。,（,4,）质量作用定律适用于离子交换过程。,以钠离子式磺酸基阳离子交换树脂浸入,NaCl,溶液达到平衡状态为例：,外界溶液到树脂相内的透过速度为：V,1,=,KNa,+,外,Cl,-,外,由树脂相到外界溶液的透过速度为：,V,2,=,KNa,+,内,Cl,-,内,平衡时：,V,1,=V,2,则：,KNa,+,外,Cl,-,外,=,KNa,+,内,Cl,-,内,(1),膜两边的电荷呈中性：,Na,+,外,=,Cl,-,外,Na,+,内,=,Cl,-,内,+R,-,内,因此：,Cl,-,外,2,=Na,+,内,Cl,-,内,Na,+,内,Cl,-,内,所以：,Cl,-,外,Cl,-,内,由此可见，平衡后，由于树脂内固定阴离,子,R-,的排斥作用，外界溶液中,Cl,-,外,大与,Cl,-,内,。所以只能交换阳离子，阴离子不能,通过。,如加入K,+,则：,K,+,内,Cl,-,内,=K,+,外,Cl,-,外,(2),式,(2)/(1),：,Na,+,内,/K,+,内,=Na,+,外,/K,+,外,说明引入的,K,+,将与,Na,+,发生离子交换作用。,如引入的离子是多价的，以,A,B,代表参加交换的两种离子，,p,q,分别代表它们的价态，则：,（,A,内,/A,外,）,1/p,=,（,B,内,/B,外,）,1/q,Donnan,方程式,近似方程式：应用于痕量物质交换时，一种离子,浓度很小，一种离子浓度很大，方程可改写为：,(,V B,内,)/(W B,外,)=,（,A,内,/A,外,）,q/p,B,内,表示,B,离子在树脂相内的毫摩尔数；,B,外,表示,B,离子在外界水相中的毫摩尔数；,表示每克离子交换树脂的体积（毫升）；,W,表示树脂的重量；,V,表示外界水溶液的体积。,假定,B,是痕量离子，,A,是常量离子，因此，,A,是,唯一决定树脂溶胀情况的物质。,(V B,内,)/(W B,外,)=,D,B,D,B,称为,B,离子在离子交换树脂的分配系数，每克,树脂所含的,B,的毫摩尔数直接正比于外界液相中,B,离子的浓度，而且二者相比为一常数。,这个参数极为重要，是我们进行痕量物质,分离分析工作时的一个有用的参数。根据,D,值，可以选择合适的离子交换树脂，使,某些物质定量地交换在树脂上，而另外一,些则基本上不被树脂交换，以达到分离的,目的。,