离子交换剂在定性分析中的应用已经在其他文献中广泛讨论过，本文将重点考虑与痕量分析相关的方面。
由于现在市场上的离子交换剂大多数是浅色或无色的，因此可以使用少量或几颗离子交换剂进行点滴试验，通过颜色反应或沉淀反应来定性检测特定元素或离子。离子交换剂既可以浓缩溶液中的离子，又可以作为发生颜色反应的介质。与常规点滴试验相比，使用离子交换剂进行点滴试验通常可以更好地检测元素。离子交换剂的点滴试验也可以用于检测某些类型的有机化合物，如睛。
离子交换剂在定性痕量分析中的另一个用途是根据给定交换剂-溶液体系中的保留体积来鉴定离子或元素。根据保留体积可以计算出分配系数和选择性系数。在某些非选择性仪器方法（如活化分析法）分析柱流出液时，常常会观察到一些小峰。鉴定这些小峰是非常困难的，因为它们非常微小。在这种情况下，可以根据峰的位置测得的分配系数或选择性系数作为鉴定的依据。选择性系数随温度的变化对于给定的离子是特征性的，因此可以用作鉴定的依据。具体来说，可以根据给定峰的保留体积在不同温度下求出该元素的选择性系数，并将这些数据与预先绘制的K-1/T图进行比较。
通过上述方法，已经成功鉴定了在核反应堆中用中子辐照氧化时所得产物中的Tb。
在定量分析中，可以使用离子交换色谱分离得到的痕量元素进行分析。当使用仪器方法连续分析流出液时，测定过程与分离过程直接结合在一起。在收集馏份后进行分析的情况下，通常只需分析几个色谱馏份即可绘制洗脱曲线。元素的量可以通过洗脱曲线所占面积来确定，可以使用积分法进行计算。离子交换色谱作为一种独立的仪器分析方法，包括高压液相色谱和离子色谱，可用于定量测定溶液中各种离子，其典型用途已在其他文献中进行了讨论。
当有色离子的量稍多于痕迹量时，可以使用细长的色谱柱进行顶替法测定。在这种情况下，可以通过测量色谱柱上离子色带的体积来确定样品中元素的量。例如，可以使用装有Amber-lite IRA-400交换剂的细柱来测定铅的含量，测量时间约为5分钟，误差不超过5%。类似的方法也可以用于测定汞和镉的含量。Fe3+型离子交换剂颗粒或用对-二甲胺芊叉绕丹宁饱和的离子交换剂颗粒可以用作氧化还原滴定和沉淀滴定中的指示剂。
离子交换剂比色法是一种基于测量吸附了有色络合物后的树脂机的吸光度的方法，最近已经用于测定某些过渡金属。
在活化分析法或同位素稀释法中，可以加入亚化学计量的络合剂来络合金属，然后将金属的阴离子络合物与金属的阳离子形式分离。
实验证明，单个离子交换剂颗粒可以作为微量各种反离子的微标准。通过测量交换剂小球的直径，可以准确测定这一微量。类似的原理也可以用于制备放射性标准点源。
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