什么叫阳离子交换树脂？

Question

如题所述

Answer 1

阳离子树脂分为强酸性和弱酸性两类，人工合成的阳离子树脂的官能团是有机酸，并按照酸性的强弱，分为强酸性和弱酸性两类。强酸性的官能团是苯磺酸，弱酸性的官能团则包括有机磷酸、羟基酸和酚等。
酸主要以H+的形式与其他阳离子进行交换。例如，用H +与金属离子交换会使树脂变成盐的形式。强阳离子树脂除了酸形式R-O 外，生产厂家也会以钠盐R-O 的形式出售，分别称为氢型和钠型强阳离子交换树脂。
强酸性阳离子树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基3−，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，如磺酸基3− ，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。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即使用化学药品使离子交换反应向相反的方向进行，使树脂的官能基团恢复到原来的状态，以便重复利用。例如，上述的阳离子树脂一般使用强酸进行再生处理，此时树脂释放出被吸附的阳离子并与H+结合，进而恢复到原来的组成。
水处理去除钙镁离子从而达到软化硬水的过程也是用阳离子交换树脂，不过一般是用钠盐型。再生使用的是工业氯化钠即食盐。
弱酸性阳离子树脂含有弱酸性基团，如羧基－ ，能在水中离解出H+而呈酸性，但因其解离程度不高，因此一般仅程弱酸性，故而属于弱酸性阳离子树脂。树脂离解后余下的负电基团，如
RCOO－(R为碳氢链基团)，可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。
如上所述，此类树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解进而进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH值为5~14)起作用。这类树脂也是用酸进行再生，其再生性较强。