《环境监测》课程教学资源（PPT课件）第08讲 水质-非金属无机物测定（3/3）

西北联后大学HEBEI UNITED UNIVERSITY(续)第七节非金属无机物的测定>离子色谱法

1 （续） 第七节 非金属无机物的测定 ➢离子色谱法

西北联后大学HEBEIUNITEDUNIVERSITY离子色谱法（IonChromatography，简称lC）原理：离子交换分离；利用流出时间进行定性；利用电导值进行定量。离子交换分离法：利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换作用而使离子分离的方法原理：离子交换树脂为固定相，当流动相带着组分电离生成的离子通过固定相时，CS00特普重离子色组分离子与树脂上可交换的离子基团进行可逆变换。根据组分离子对树脂亲合力不同而得到分离。2

2 原理：离子交换分离； 利用流出时间进行定性； 利用电导值进行定量。 离子色谱法（Ion Chromatography,简称IC) 离子交换分离法：利用离子交换剂与溶 液中的离子发生交换作用而使离子分离 的方法 原理：离子交换树脂为固定相，当流 动相带着组分电离生成的离子通过固定相时， 组分离子与树脂上可交换的离子基团进行可 逆变换。根据组分离子对树脂亲合力不同而 得到分离

西北联后大学HEBEIUNITEDUNIVERSITY1.阳离子交换树脂具有酸性基团，如强酸性磺酸型聚苯乙烯树脂，它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合，经浓硫酸磺化而制得的聚合物常见活性基团：(-SO,H、-COOH和-OH(酚基)等。强酸性：R-SO,H表示(R-树脂骨架）弱酸性：R-COOH和R-OH。OL-CHC-CH-CH-CHsoNatSNa-CHHCH3

3 1. 阳离子交换树脂 具有酸性基团，如强酸性磺酸型聚苯乙烯树脂，它是 以苯乙烯和二乙烯苯聚合，经浓硫酸磺化而制得的聚合物。 常见活性基团：(-SO3H、-COOH和-OH (酚基)等。 强酸性：R-SO3H表示(R——树脂骨架) 弱酸性：R-COOH和R-OH

西北联后大学HEBEIUNITED UNIVERSITS2.阴离子交换树脂与阳离子交换树脂具有同样的有机骨架；强碱性：含季胺(-N(CH)3)弱碱性：伯胺基(-NH)、仲胺基(-NHCH,)和叔胺基(-N(CH3)2)树脂水化后分别形成R-NH,OH、R-NH,CH,OH、RNH(CH3),OH 和R-N(CH3),OH等氢氧型阴离子交换树脂，所联的OH-可被阴离子交换和洗脱。4

4 2. 阴离子交换树脂 与阳离子交换树脂具有同样的有机骨架； 强碱性：含季胺(-N(CH3 ) 3 ) 弱碱性：伯胺基(-NH2 )、仲胺基(-NHCH3 )和叔胺基(- N(CH3 ) 2 ) 树脂水化后分别形成R-NH3OH、R-NH2CH3OH、R￾NH(CH3 ) 2OH 和R-N(CH3 ) 3OH等氢氧型阴离子交换树脂， 所联的OH-可被阴离子交换和洗脱

西北联后大学HEBEIUNITED UNIVERSITYH2SO4强酸性阳离子交换树脂S03HNaOHNR3ZnCl2CH2NROHCH2CICH阴离子交换树脂5

5 SO3 H CH2 Cl CH2 NR3 Cl + CH2 NR3 OH + ClCH2 OCH3 ZnCl 2 NaOH H2 SO4 NR3 强酸性阳离子交换树脂 阴离子交换树脂

西北联后大学HEBEIUNITEDUNIVERSITY离子交换亲和力：与水合离子半径大小、离子电荷的多少有关。亲合力顺序：(一)强酸性阳离子交换树脂1.不同价态的离子，电荷越高亲合力越大Th4+>A1+>Ca2+>Na2.相同价态离子的亲合力顺序.Agt>Cs+>Rb+>K+>NH +>Na+>H+>LiBa2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>Cu2+>Co2+>Zn2>Mg+>U0,2+La3+>Ce3+>Pr3+>Eu3+>Y3+>Se3+>A13+

离子交换亲和力： 与水合离子半径大小、离子电荷的多少有关。 亲合力顺序： (一)强酸性阳离子交换树脂 1. 不同价态的离子，电荷越高亲合力越大 Th4+＞A1 +＞Ca2+＞Na+ 2. 相同价态离子的亲合力顺序． Ag+＞Cs+＞Rb+＞K+＞NH4 +＞Na+＞H+>Li+ Ba2+＞Pb2+＞Sr2+＞Ca2+＞Ni2+＞ Cd2+＞Cu2+＞Co2+＞Zn2+＞Mg2+＞UO2 2+ La3+＞Ce3+＞Pr3+＞Eu3+＞Y3+＞Se3+＞A1 3+

西北联后大学HEBEIUNITEDUNIVERSITY(二)弱酸性阳离子交换树脂与强酸性阳离子交换树脂相同，只是对于H+亲合力大于其他阳离子。(三)强碱性阴离子交换树脂Cr,O,2->SO2->I>NO;>CrO2->Br>CN->C1->OH->F>Ac(四)弱碱性阴离子交换树脂OH->SO.2->CrO.2->NO, >AsO3->PO3->Ac->I>Br>C1->F

(二)弱酸性阳离子交换树脂 与强酸性阳离子交换树脂相同，只是对于H+亲合力大 于其他阳离子。 (三)强碱性阴离子交换树脂 Cr2O7 2-＞SO4 2-＞I -＞NO3 -＞CrO4 2-＞Br-＞CN-＞C1 -＞ OH-＞F -＞Ac- (四)弱碱性阴离子交换树脂 OH-＞SO4 2-＞CrO4 2-＞NO3 -＞AsO4 3-＞PO4 3-＞Ac-＞I - ＞Br-＞C1 -＞F -

西北联后大学HEBEIUNITED UNIVERSITY常用三种树脂形式：纯离子交换树脂：玻璃珠等硬芯子表面涂一层树脂薄层构成的表面层离子交换树脂；大孔径网络型树脂；8

8 常用三种树脂形式： ◆ 纯离子交换树脂； ◆ 玻璃珠等硬芯子表面涂一层树脂薄层构成的表面层离子 交换树脂； ◆ 大孔径网络型树脂；

西北联信大学HEBEI UNITED UNIVERSITY离子交换分离机理SO42-CO32-HCO3-DHCO3HCO3①c032-0s042ASO42淋洗过程0?④CO32-CO32-①HCO3-CO32-①HCO3-①HCO3-Dcos2-c032-c032-+04HCO37HCO3①HCO3-HCO3-HCO3④CI-0CI-①HCO3-①HCO3-0HCO3-HCO3-④?HCO3-HCO3-CO32-CO32-0CO32---CO32-①HCO3-HCO3+?①C032SO42OOCO32①HCO3-HCO3-SO42-co32-COg2-DHCO3HCO3HCO3HCO3HCO3DHCO3-①HCO3-①HCO3-4?CFHCO3-CO32-4CO32-9

9 ＳＯ４ ２－ ＣＯ３ ２－ ＣＯ３ ２－ ＨＣＯ３－ ＨＣＯ３－ ＨＣＯ３ － ＨＣＯ３ － ＨＣＯ３ － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＳＯ４ ２－ ＣＯ３ ２－ ＳＯ４ ２－ ＣＯ３ ２－ ＣＯ３ ２－ ＨＣＯ３－ ＨＣＯ３－ ＨＣＯ３ － ＨＣＯ３－ Ｃｌ－ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ Ｃｌ－ ＨＣＯ３－ ＣＯ３ ２－ ＣＯ３ ２－ ＣＯ３ ２－ ＨＣＯ３ － ＨＣＯ３ － ＨＣＯ３ － ＨＣＯ３－ ＨＣＯ３－ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＣＯ３ ２－ ＳＯ４ ２－ ＨＣＯ３－ Ｃｌ－ ＳＯ４ ２－ Ｃｌ－ ＨＣＯ３－ ＣＯ３ ２－ ＣＯ３ ２－ ＨＣＯ３－ ＨＣＯ３－ ＣＯ３ ２－ ＣＯ３ ２－ ＣＯ３ ２－ ＨＣＯ３ － ＨＣＯ３ － ＨＣＯ３ － ＨＣＯ３－ 淋洗过程 离子交换分离机理 ＣＯ３ ２－ ＨＣＯ３－ ＣＯ３ ２－ ＨＣＯ３－ ＣＯ３ ２－ ＨＣＯ３－ ＨＣＯ３ － ＣＯ３ ２－ ＨＣＯ３－ ＣＯ３ ２－ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＨＣＯ３ － ＳＯ４ ２－ ＣＯ３ ２－ ＣＯ３ ２－ ＨＣＯ３ － ＨＣＯ３ － ＨＣＯ３ － Ｃｌ－ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋

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慢 中等 快 离子色谱分离过程示意图 Temporal course 淋洗液