离子交换树脂原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程:
离子交换树脂内作用环境中的容水溶液中,含有的金属阳离子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,在水中易生成H+离子)上的H+ 进行离子交换,使得溶液中的阳离子被转移到树脂上,而树脂上的H+交换到水中,(即为阳离子交换树脂原理)。
水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团,在水中易生成OH-离子)上的OH-进行交换,水中阴离子被转移到树脂上,而树脂上的OH-交换到水中,(即为阴离子交换树脂原理)。而H+与OH-相结合生成水,从而达到脱盐的目的。
2. 树脂盐属于什么
树脂盐是由树脂与药物结合而形成的稳定结合物,它已被广泛的应用于药物制剂中。在应用的过程中,已经证明这种树脂是一种安全、有效的药用辅料,目前在全球很多药物产品中都得到应用。
负载尼古丁
尼古丁附载在Amberlite IRP64制备成尼古丁Polacrilex(USP)是树脂作为药用辅料应用最为典型的例子。尼古丁树脂盐是目前在各个国家销售的尼古丁口香糖中的主要成分。
矫味剂
由于药物的树脂盐在水中是不溶解的,因此应用树脂盐避免了药物本身的味道问题。因此树脂盐对于掩盖药物的不舒服味道是一种非常好选择。只要药物在唾液中的释放速度足够慢(通常是这样),采用树脂盐技术会应用得很好。同样也可以应用到液体制剂(悬浮剂)和口溶药片等制剂。树脂盐技术之所以适用于液体制剂是因为树脂盐具有热力学稳定性,因此药物泄露到溶液中的现象是不会发生的。目前在市场上销售的产品有很多应用树脂盐的例子,包括雷尼替丁(甲硝基胍)和液体制剂帕罗西汀等。
片剂崩解剂
许多药物都被制成了片剂以便于口服,药物的有效性依赖于片剂在肠胃溶液中的崩解速度。Amberlite IRP88是一种有效的片剂崩解剂,由于它在溶液中具有较大的溶胀度。当片剂遇到溶液时,片剂孔道内颗粒之间水的张力是比较低的,而由于Amberlite IRP88的存在,这种力得到加强,从而使片剂的崩解速度加快。
药物制成片剂受到许多因素的影响:
吸水性:由于本身的亲水性,Amberlite IRP88药用辅料能够很快的吸水。
粘合性:片剂的崩解必须克服颗粒之间的粘连,然后药物得到释放。像羧甲基纤维素钠和藻酸盐类崩解剂,由于本身具有粘性,对于克服颗粒之间的粘连是无效的。由于Amberlite IRP88药用辅料本身没有粘性,因此在大多数片剂中可以有效的促使药物释放。
片剂的硬度:对于片剂这是一个非常重要的因素,只有片剂具有足够的硬度才能避免在包装和运输中发生破碎。但增加制备片剂时的压力,通常会使药物的崩解速度减慢。而通过加入2%的Amberlite IRP88药用辅料就可以获得满意的结果。
缓控释制剂
药物从树脂盐上得到释放依赖于很多因素。在多数情况下,药物的释放速率是足够慢的,在几个小时内得到延迟或控制释放。通过包衣进行进一步的修饰可以获得限制的释放,或定点控制释放。应用这种技术典型的例子有右美沙芬(右加呋喃)(包衣)、双氯酚酸、尼古丁等。
这种技术另一个优势是不需要药品本身是一种结晶状态。树脂盐是与树脂本身性质差不多的粉末,因此可以在各种传统的剂型中得到应用。
药物的稳定剂
一些药物的稳定性受到环境的影响,如湿气、光、pH等, 因此制备这些药物必须采取各种措施。克服这种影响的一个办法是将药物制备成树脂盐。
VB12是药物在存储过程发生变化的一个典型例子。将VB12负载到Amberlite IRP64上可以使VB12的存储期达到两年以上。这种树脂盐在胃中也是非常稳定的,同时还提高了生物利用度。
许多树脂盐的制备主要目的不是提高药物的稳定性,这只是由树脂盐带来的额外的优点。例如尼古丁Polacrilex, 主要是为了控制尼古丁在咀嚼胶中释放速度,同时它在空气和光亮条件下的稳定性要比纯的尼古丁油要高很多。
防止潮解
潮解是固体的固有性质,如果吸附了足够多的水,固体本身会溶解在吸附的水里。这是一个非常难解决的问题,而不是一个普通的问题,需要特殊的设备、在干燥季节里严格时间限制等。然而,采用树脂盐技术,潮解的药物不会溶解,可以利用通常的设备将药物用常用的包装形式进行包装。
改善溶解性
目前应用的许多药物由于溶解速度慢或低的溶解度从而具有很差的溶解性。而利用树脂盐离子化后的难溶性药物比纯的药物具有更快的释放速度。
多重功能
上述介绍的各种功能不是互相排斥,或单独起作用的。
一个明显的例子是尼古丁咀嚼胶。制备尼古丁咀嚼胶的最主要的目的是延迟尼古丁的释放,可以使尼古丁持续释放10-20分钟。同时树脂盐也提高了尼古丁的稳定性,从而使其能够更方便的在制剂中应用,并减少了毒性固体的应用。另一个例子是止咳剂Delsym, 应用树脂盐/包衣是为得到延迟释放的混悬剂,但同时树脂盐也提供了很好矫味作用。最后提出的一个例子是VB12,利用树脂盐的技术既稳定VB12,同时也提高了VB12的生物利用度。
3. 树脂处理水原理
软水装置工作原理是利用离子交换技术,通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换,从而吸附水中多余的钙、镁离子,达到去除水垢的目的。
全自动软水装置中装有软化树脂,这种人造的离子交换树脂上有软性矿物质钠,可以与溶解在水中的钙、镁等硬性矿物质发生离子交换反应,而钠离子不会以水垢的形式堆积在物体表面上,所以对与它接触的物体危害很小。树脂是一种多孔不可溶性交换材料。
在软水装置中装有千百万颗微细的塑料球,所有小球都含有许多吸收正离子的负电荷交换位置。当树脂处在新生状态时,这些电荷交换位置被带正电荷的钠离子占据。树脂优先结合带较强电荷的阳离子,钙和镁离子的电荷比钠离子强,当含有钙、镁离子的水经过树脂贮槽时,钙、镁离子与树脂小珠接触,从交换位置上取代钠离子。经过离子交换后,钙、镁离子就被吸附在软水机内的树脂上,流出的水就变软了。最后,所有树脂都吸附满钙、镁离子后,就不能再进行工作了,而需要再生处理。
软水处理设备树脂的再生是用氯化钠和水的稀溶液进行的。在再生过程中,首先停止软化水机的工作水流,从盐水槽引出的盐水与另外的稀释水流混合,稀盐水溶液流经树脂,与附有钙、镁离子的树脂接触。尽管钙和镁离子带有的电比钠离子强,但浓盐溶液含有千百万个较弱电荷的钠离子,有取代数目较少的钙和镁离子的能力。这样,当钙、镁离子被取代交换后,树脂就再生了,便为下一次软化工作做好了准备。如此循环往复。
4. 离子交换树脂的原理
离子交换树脂是由空间网状结构骨架(即母体)与附属在骨架上的许多活性内基团所构成的容不溶性高分子化合物。活性基团遇水电离,分成二部分:(1)固定部分,仍与骨架牢固结合,不能自由移动,构成固定离子;(2)活动部分,能在一定空间内自由移动,并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应,称为可交换离子或反离子。以强酸性阳离子交换树脂为例,可写成R-SO3-H+,其中R代表树脂母体即网状结构部分,-SO3- 代表活性基团的固定离子,H+为活性基团的可交换离子。有时更简单地写成R-H+。离子交换通过不溶性的电解质(树脂)与溶液中的另一种电解质进行化学反应。这一反应可以是中和反应、中性盐分解或复分解反应。譬如中和反应:
R-H+ + NaOH= RNa+H2O 利用这个反应可以去除水的碱度。
5. 树脂软化水的原理!谢谢
离子交换树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力,对它们的吸附有选择性。各种离子受树脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律,但不同的树脂可能略有差异。主要规律如下:
(1) 对阳离子的吸附
高价离子通常被优先吸附,而低价离子的吸附较弱。在同价的同类离子中,直径较大的离子的被吸附较强。一些阳离子被吸附的顺序如下:
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
(2) 对阴离子的吸附
强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为:
SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下:
OH-> 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-
(3) 对有色物的吸附
糖液脱色常使用强碱性阴离子树脂,它对拟黑色素(还原糖与氨基酸反应产物)和还原糖的碱性分解产物的吸附较强,而对焦糖色素的吸附较弱。这被认为是由于前两者通常带负电,而焦糖的电荷很弱。
通常,交联度高的树脂对离子的选择性较强,大孔结构树脂的选择性小于凝胶型树脂。这种选择性在稀溶液中较大,在浓溶液中较小。
6. 为什么软水机要加盐,它和树脂对水的净化原理是什么
当含有硬度的原水通过交换器的树脂层时,水中的钙、镁离子被树脂吸附回,同时释放出钠离子,这样交换答器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水,当树脂吸附钙、镁离子达到一定的饱和度后,出水的硬度增大,此时软水器会按照预定的程序自动进行失效树脂的再生工作,利用较高浓度的氯化钠溶液(盐水)通过树脂,使失效的树脂重新恢复至钠型树脂。
7. 求解:3M软水机里的树脂工作原理到底是什么啊
所有家用软水机的树脂工作原理都是一样的,离子交换原理,这是一个动态的化学反回应过程,当水以一定答流速击穿树脂层,树脂中的钠离子就会把水中的钙镁离子置换出来,时间久了,树脂中的钙镁离子就多了,再做个相反的化学反应,就是用饱和盐水(氯化钠溶液)以同样的方式和树脂发生化学反应就可以了。
8. 求工厂中用工业盐和树脂软化水的原理
就是利用盐析法,让树脂里吸附的其他离子析出。
9. 超纯水用的树脂工作原理和再生原理谁知道
将阳、阴离子交换树脂放在同一个交换床,并在运行前混合均匀。混床就是由很多阳、阴离专子交换属树脂组合成的多级式复床。在混床中,阳、阴树脂是相互混合均匀的,所以阳、阴离子交换反应几乎是同时进行的。或者说水的阳离子交换和阴离子交换是多次交换进行的。即经H型阳离子交换所产生的H+和经OH型离子交换所产生的OH一不能积累起来,会立即生成离解度很低的水。这样就基本上消除了反离子的影响,离子交换反应可以进行得很彻底,所以混床的出水质量很高。
10. 树脂软化盐水活化法做出的软水能洗车吗,会有盐残留水中,会腐蚀车漆吗。有点不懂,望高手解围。清楚些。...
软化水工作原来理是通过树脂自官能团上的Na+离子交换水中的Ca2+、Mg2+离子,从而达到软化水的效果。用软化水洗车效果很好。阳树脂在使用前是用盐进行再生的,再生完毕后必须用清水淋洗至出水清澈为止,可放心使用