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離子排斥英文解釋翻譯、離子排斥的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【化】 ion exclusion

分詞翻譯:

離子的英語翻譯:

ion
【化】 ion
【醫】 ion

排斥的英語翻譯:

exclude; reject; blackball; fight off; ostracize; repel; reprobation
repulsion
【醫】 repulsion

專業解析

離子排斥(Ion Exclusion)是一種基于離子交換樹脂的色譜分離技術,主要用于分離離子型物質與非離子型物質(如有機酸、糖類、醇類等),或不同離子之間的分離。其核心原理是利用離子交換樹脂對溶液中帶電離子與不帶電分子的不同作用力實現分離。

一、核心原理與機制

  1. 電荷排斥效應

    離子交換樹脂骨架帶有固定電荷(如磺酸基陽離子樹脂帶負電荷)。當溶液流經樹脂時,與樹脂固定電荷同性的離子(如陰離子流經陰離子交換樹脂)會受到靜電排斥(Donnan排斥),無法進入樹脂微孔内部,較早被洗脫;而非離子型物質或弱離解物質不受排斥,可進入樹脂孔道,洗脫時間較長。

  2. Donnan膜平衡理論

    該理論描述離子在樹脂相與溶液相之間的分布平衡。固定電荷基團形成的“Donnan勢壘”阻止同電荷離子進入樹脂内部,其排斥強度遵循公式:

    $$ frac{[I^+]_r}{[I^+]_s} = expleft(-frac{zFDeltapsi}{RT}right) $$

    其中 ([I^+]_r) 和 ([I^+]_s) 分别代表離子在樹脂相和溶液相的濃度,(z) 為離子價态,(Deltapsi) 為Donnan電位差。

二、典型應用場景

  1. 有機酸純化

    在食品工業中用于分離檸檬酸、乳酸等有機酸與無機鹽雜質。例如,發酵液中的有機酸(弱酸)因離解度低,受排斥作用弱,保留時間較長;而無機陰離子(如Cl⁻、SO₄²⁻)被強烈排斥而先流出。

  2. 糖類脫鹽

    制糖工藝中去除糖漿中的離子雜質。蔗糖等非離子物質可進入樹脂孔道,延遲洗脫;離子型雜質被排斥并快速洗脫,實現高效脫鹽。

三、技術優勢與局限


權威參考文獻來源:

  1. Helfferich, F. Ion Exchange. Dover Publications, 1995. (經典離子交換理論)
  2. Simpson, D. W. Ion Exclusion for Separation of Acids and Sugars. CRC Press, 2000.
  3. Food and Agriculture Organization. Organic Acid Production Technologies. FAO Technical Report, 2018.
  4. Chen, J. et al. Carbohydrate Purification by Ion Exclusion Chromatography. Journal of Chromatography A, 2020.
  5. International Atomic Energy Agency. Advances in Separation Techniques. IAEA TECDOC Series, 2019.

網絡擴展解釋

離子排斥(Ion Exclusion)是化學分析中的一種分離機制,主要用于離子色譜技術。以下是詳細解釋:

一、基本定義

離子排斥指溶液中帶電離子因靜電作用被固定相排斥的現象。其核心是帶相同電荷的離子與固定相之間的Donnan膜效應,導緻離子無法進入固定相的多孔結構,從而實現分離。該術語對應的英文為"Ion Exclusion"。

二、分離原理

  1. Donnan膜效應:固定相表面帶有磺酸基團(-SO₃⁻),形成帶負電的Donnan膜,排斥陰離子進入固定相孔隙,而允許不帶電或弱電離物質(如有機酸)進入,從而實現分離。
  2. 流動相作用:使用低濃度酸性流動相(如HCl),通過調節pH值控制目标物質的電離程度,增強分離選擇性。

三、主要應用領域

  1. 有機酸檢測:在生物樣品、食品等領域,用于分離甲酸(HCOOH)、碳酸(H₂CO₃)等弱酸性物質。
  2. 色譜技術:作為離子色譜三大分離模式之一(另兩種為離子交換和離子對色譜),適用于中性/弱電離物質的分析。

四、與其他技術的區别

分離模式 原理 適用物質
離子排斥色譜 Donnan膜排斥帶電離子 弱酸/弱堿、糖類
離子交換色譜 離子交換作用 強電離離子(Na⁺、Cl⁻)
離子對色譜 形成離子對吸附 表面活性劑、大分子離子

五、公式表達

Donnan平衡關系可表示為: $$ frac{[H^+]{内}}{[H^+]{外}} = frac{[Cl^-]{外}}{[Cl^-]{内}} $$ 其中固定相内部(内)與外部溶液(外)的離子濃度受靜電排斥作用影響。

分類

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