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交換容量是指離子交換劑能提供交換離子的量,它反映離子交換劑與溶液中離子進行交換的能力。通常所說的離子交換劑的交換容量是指離子交換劑所能提供交換離子的總量,又稱為總交換容量,它只和離子交換劑本身的性質有關。在實際實驗中關心的是層析柱與樣品中各個待分離組分進行交換時的交換容量,它不僅與所用的離子交換劑有關,還與實驗條件有很大的關係,一般又稱為有效交換容量。後面提到的交換容量如未經說明都是指有效交換容量。

1影響因素

影響交換容量的因素很多,主要可以分為兩個方面,一方面是離子交換劑顆粒大小、顆粒內孔隙大小以及所分離的樣品組分的大小等的影響。這些因素主要影響離子交換劑中能與樣品組分進行作用的有效表面積。樣品組分與離子交換劑作用的表面積越大當然交換容量越高。一般離子交換劑的孔隙應盡量能夠讓樣品組分進入,這樣樣品組分與離子交換劑作用面積大。分離小分子樣品,可以選擇較小孔隙的交換劑,因為小分子可以自由的進入孔隙,而小孔隙離子交換劑的表面積大於大孔隙的離子交換劑。對於較大分子樣品,可以選擇小顆粒交換劑,因為對於很大的分子,一般不能進入孔隙內部,交換隻限於顆粒表面,而小顆粒的離子交換劑表面積大。本文來自:博研聯盟論壇
另一些影響因素如實驗中的離子強度、pH值等主要影響樣品中組分和離子交換劑的帶電性質。一般pH對弱酸和弱鹼型離子交換劑影響較大,如對於弱酸型離子交換劑在pH較高時,電荷基團充分解離,交換容量大,而在較低的pH時,電荷基團不易解離,交換容量小。同時pH也影響樣品組分的帶電性。尤其對於蛋白質等兩性物質,在離子交換層析中要選擇合適的pH以使樣品組分能充分的與離子交換劑交換、結合。一般來說,離子強度增大,交換容量下降。實驗中增大離子強度進行洗脫,就是要降低交換容量以將結合在離子交換劑上的樣品組分洗脫下來。本文來自:博研聯盟論壇

2測定方法

離子交換劑的總交換容量通常以每毫克或每毫升交換劑含有可解離基團的毫克當量數(meq / mg或meq / ml)來表示。通常可以由滴定法測定。陽離子交換劑首先用HCl處理,使其平衡離子為H+。再用水洗至中性,對於強酸型離子交換劑,用NaCl充分置換出H+,再用標準濃度的NaOH滴定生成的HCl,就可以計算出離子交換劑的交換容量;對於弱酸型離子交換劑,用一定量的鹼將H+充分置換出來,再用酸滴定,計算出離子交換劑消耗的鹼量,就可以算出交換容量。陰離子交換劑的交換容量也可以用類似的方法測定。本文來自:博研聯盟論壇

3表示方法

對於一些常用於蛋白質分離的離子交換劑也通常用每毫克或每毫升交換劑能夠吸附某種蛋白質的量來表示,一般這種表示方法對於分離蛋白質等生物大分子具有更大的參考價值。實驗前可以參閱相應的產品介紹了解各種離子交換劑的交換容量。

4計算公式

交換容量:E=(NV)/W×固體含量  me/g
式中:N——NaOH溶液的當量濃度,mol/L;
V——NaOH標準溶液的用量,ml;
W——樣品濕重,g。
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