洗脫是交換的道過程,是用電解質(zhì)離子將被交換的離子從樹脂上取代下來的過程。其目的,對離子交換法來說,是為了將待測定的離子洗脫下來以備測定,并使樹脂再生。對于離子交換層析法來說,除上述目的外,原來分層不清的離子,經(jīng)過洗脫作用,時常能夠得到更好的分離。
當(dāng)洗脫劑溶液(簡稱洗脫劑)不斷注入交換柱中時,在柱上已交換的離子就不斷由上而下被洗脫下來。開始時,柱的下端還存在著一層未交換的樹脂,從柱上端洗脫下來的離子在此再度被交換留住,因此,最初流出液中不含被交換離子,但在不斷加人洗脫劑的情況下,流出的“洗脫溶液”中被交換離子的濃度就逐漸增大,達到高峰后,又逐漸降低(因為樹脂上被交換離子已相當(dāng)少了)。
如果被交換的離子不是一種,而它們的交換勢又相差較大(離子交換層析法),則在洗脫過程中,交換勢最小的首先被洗脫下來,然后才是交換勢大的,因此,可以分步收集,再分別進行測定。
同體積洗脫劑洗脫下來的被交換離子量,或同樣洗脫百分率所需洗脫劑的體積,與以下因素有關(guān):
1.樹脂的粒度:粒度大,總接觸面小,樹脂內(nèi)部的離子比較難洗脫,因而洗脫率低(所需洗脫劑體積增大)。
2.洗脫劑的濃度:在一定范圍內(nèi),洗脫效率隨洗脫劑的濃度增大而提高。但太濃時,往往適得其反,這主要是由于樹脂的收縮,因而影響了內(nèi)部離子向外擴散;另一方面,濃度大時,粘度增大,也防礙擴散作用的進行。例如,當(dāng)HCl濃度小于3-4M時,洗脫效率隨濃度的增大而迅速提高,到3-4時達到高峰,濃度再大,洗脫率即不再提高,然后反而逐漸下降。
3.流速:如果流速過大,洗脫作用來不及達到平衡,洗脫效率就低,但所需時間不變。例如,用HCl洗脫Fe3+離子時,毎平方厘米交換層流速每分鐘由70ml增加到350ml而洗脫時間都是35分鐘,可見增大流速并不能使洗脫加快,反而多消耗洗脫劑。但也不應(yīng)流速太慢,浪費時間。
總的說來,選擇實驗條件原則和交換過程一樣。一般樹脂粒度要小一些,洗脫劑濃度要適當(dāng),流速不應(yīng)太快。