可见弱酸性阳离子交换树脂的活性基团是羧基,根据有机化学中的概念,烃分子中的氢原子被羧基(―COOH)取代所生成的化合物叫羧基,羧基是羧酸的官能团。羧酸的许多化
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学性质都是由羧基官能团所引起的,羧基由―OH基和 C=O基直接相连而成,由于两者
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相互影响,使羧基具有自己一些特有的性质,下面仅介绍一下它的酸性。
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在羰基 C=O中有一个碳氧双键,虽然是由一个σ键和一个π键所组建成,但由于氧的
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电负性(3.5)大于碳的电负性(2.6),所以羧基也是一个极性基团,而且π电子云易于极化,因此电子云密度偏向氧的一边,使氧原子带上部分负电荷,碳原子带上部分正电荷,导致―OH基团中的电子云向碳原子偏移,进而造成羧酸基团―COO¯对H﹢产生较大的亲和力,使弱酸性阳树脂对水中各种阳离子的选择性顺序为H﹢>Ga2﹢>Mg2﹢>Na﹢。
在水溶液中,羧酸基团所电离出来的氢离子与水结合为水合离子,其酸性强度可用电离平衡常数Ka表示。
所以,羧酸属于弱酸,但比碳酸的酸性要强100~1000倍,故弱酸性阳离子交换树脂有分解水中碳酸盐的能力。