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離子交換樹脂的交換反應(yīng)與溶液中的置換反應(yīng)相似，利用固載在聚合物骨架上的功能基所帶的可交換的離子在水溶液中能發(fā)生離解，如磺酸樹脂上可離解出氫離子，這種離子可在較大的范圍內(nèi)自由移動(dòng)，擴(kuò)散到溶液中。同時(shí)，在溶液中的同類型離子，如鈉離子，也能從溶液中擴(kuò)散到聚合物網(wǎng)格和孔內(nèi)。當(dāng)這兩種離子的濃度差較大時(shí)，就產(chǎn)生一種交換的推動(dòng)力使它們之間發(fā)生交換作用，濃度差越大，交換速度越快。利用這種濃度差的推動(dòng)力關(guān)系使樹脂上的可交換離子發(fā)生可逆交換反應(yīng)，如，當(dāng)溶液中的鈉離子濃度較大時(shí)，就可把磺酸樹脂上的氫離子交換下來(lái)。當(dāng)全部氫離子被鈉離子交換后，這時(shí)就稱樹脂為鈉離子所飽和。然后，如果把溶液變?yōu)闈舛容^高的酸時(shí)，溶液中的氫離子又能把樹脂上的鈉離子置換下來(lái)，這時(shí)樹脂就“再生”為H⁺型。其他離子交換樹脂的交換反應(yīng)與此相類似(進(jìn)一步的討論可參見(jiàn)后期發(fā)布的博客）。通過(guò)這種可逆交換作用原理，加上樹脂上固載的功能基對(duì)不同離子具有不同的親和性，使離子交換樹脂能應(yīng)用于離子的分離、置換、濃縮、雜質(zhì)的去除和催化化學(xué)反應(yīng)等。