• 2025-11-07

Активные группы (ионообменные функциональные группы)

В некоторых статьях утверждается, что «активные металлы в левом нижнем углу» (например, Na/K) не связаны с функциональными группами смолы. В практическом применении:

Активные группы (ионообменные функциональные группы)

Активные группы – это неподвижные функциональные группы, иммобилизованные в ионообменных смолах посредством ковалентных связей, обладающие следующими характеристиками:

Структурные характеристики

Катионные смолы: сильнокислотная сульфогруппа (—SO₃⁻), слабокислотная карбоксильная группа (—COO⁻)

Слабоосновные аниониты: четвертичные аммониевые (—N⁺(CH₃)₃), слабоосновные аминные (—NH₂)

Электрохимические свойства

Связывание с замещаемыми противоионами (например, H⁺/Na⁺/Cl⁻) посредством электростатического притяжения

Сохранение нейтральности заряда в соответствии с принципом равновесия Доннана

Правила селективности ионного обмена

Тип смолы Активная группа Значение pKa Порядок селективности катионов Порядок селективности анионов

Сильнокислотный катион Смола <1,0 Fe³⁺＞Al³⁺＞Ca²⁺＞Mg²⁺＞K⁺＞Na⁺ -

Сильноосновная анионит >13,0 - SO₄²⁻＞NO₃⁻＞Cl⁻＞HCO₃⁻

Технические ключевые моменты

■ Исправление заблуждений о реакционной способности элементов

Обменный потенциал сильнокислотной натриевой смолы (—SO₃Na): Ca²⁺ (коэффициент отбора 5,2) > Na⁺ (1,0)

Слабокислотная водородная смола (—COOH) ионизируется только при pH > 6

■ Промышленные параметры смолы

Обменная емкость: ≥4,2 ммоль/г (сильнокислотная смола GB/T 13659-2017)

Содержание воды: 45–55% (степень сшивки 7% ДВБ)

Размер частиц: 0,3–1,2 мм (коэффициент однородности ≤1,6)