离子交换的应用
在实验室里
离子交换用于这两种情况分析在实验室的制备目的,分析用途是更常见的。离子交换的一个重要用途色谱法常规分析中是氨基酸混合物。使用阳离子交换树脂柱,溶液保持足够的酸性,使氨基酸至少部分处于阳离子形式。血清或蛋白质水解的20种主要氨基酸在几小时内被分离出来,它们的浓度由光吸收法自动测定。这种分析被用于临床诊断.
在离子交换色谱法的一个不太常规和非常重要的应用中,水解产物核酸进行了分析。通过这种方式,人们获得了关于这些分子结构的信息,以及它与它们作为遗传信息载体的生物学功能之间的关系。阳离子交换树脂也用于此目的。由于离子交换色谱程序被用于分析复杂生物材料的结构,因此在现代分子生物学的发展中发挥了重要作用。分子生物学是用分子之间的相互作用来解释生物过程。
无机离子也可以用离子交换色谱法分离。镧系元素,或者稀土元素,在阳离子交换树脂柱上分离。柠檬酸盐、乳酸盐或其他带有负离子的盐溶液复合物与lanthanoid离子被用来清洗色谱柱中的离子。的金属离子它们本身被树脂所固定;复合体则不然。那些形成更稳定的络合物的离子不会附着在树脂上,因此比不形成络合物(或只形成弱络合物)的离子更快地离开色谱柱。阳离子交换在一般情况下不是一个选择性过程,但上述过程,称为微分复形,使它更加如此。在镧系分离中,交换器就像一块不加区分的海绵,只容纳金属离子,而真正分离的是各种金属离子金属是由形成的复合物的弱或强来完成的。
阴离子交换盐酸是分离金属离子的有效方法。大多数金属形成带负电荷的氯化物复合物,可以由携带季铵基团(NR)的阴离子交换树脂持有4+).这些配合物在稳定性方面差别很大解决方案在他们的亲和力对于树脂。金属离子在溶液和树脂之间的分布取决于盐酸浓度和金属的同一性离子.通过控制盐酸浓度,可以实现令人印象深刻的金属离子分离。
这种离子交换分离被广泛使用;它们可以通过使用混合溶剂(如丙酮-水)进行改性,并且具有很高的选择性。这个过程叫做"活化分析,待分析的未知样品被中子轰击,由此形成的放射性元素通过阴离子交换程序分离。这种分析在分离微量金属时尤其有价值成分从含有大量其他物质的样品中提取。这项技术已被用于分析月球岩石。
螯合树脂都是用来收集微量金属的海水.此外,载铜的螯合树脂还通过配位吸附来自海水的微量氨基酸。离子交换的其他分析用途包括溶解少量可溶性盐,如钙硫酸例如,测定天然水中溶解的总盐(通过将它们通过载氢的阳离子交换树脂并滴定形成的酸),以及识别微量离子(通过将它们与显色剂一起吸收到单个树脂珠上)。
在实验室中,离子交换的制备用途并不多,但有时不寻常的酸,如氢亚铁氰酸,或不寻常的碱,如铯氢氧化由它们的盐溶液经适当的树脂制备而成。树脂还用于净化含有非离子污染物的酸或碱,并从溶剂中去除离子污染物。