ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выбор ионитов для разделения катионов и анионов из "Ионообменный хроматографический анализ металлов" Сорбируемость катионов и анионов на ионитах различнога состава зависит от положения соответствующих элементов в периодической системе Д. И. Менделеева. Хроматографическ можно также разделять ионы элементов, принадлежащие к различным группам и рядам, например железо и молибден, ванадий и молибден, молибден и рений, ниобий и вольфрам и др. Элементы одного ряда часто дают аналитически сходные ионы, например катионы группы сернистого аммония. Это сходства аналитических реакций объясняется сходством строения их электронных оболочек (заполнение электронами более глубоких уровней). Это относится также к ряду иттрий — технеций или гафний — рений и к семействам железа, палладия и платины. [c.106] Вопрос сорбируемости ионов в зависимости от положения ионов был поставлен Ф. М. Шемякиным в 1950 г. и разработан Ф. М. Шемякиным, И. П. Харламовым, К. Краусом, Ф. Нэльсо-ном, М. М. Сенявиным. [c.106] Величины ионных потенциалов, вычисленные по Н. И. Блок, меняются от элемента к элементу. В пределах каждой аналитической группы они поэтому не являются постоянными. Например, для первой аналитической группы ионные потенциалы изменяются от 0,6 до 1,3, для второй — от (1,3 до 1,9, для третьей — от 2,5 до 6,2. [c.107] Шемякин в 1960 г. показал, что произведение квадрата потенциала ионизации на ионный радиус является постоянным в пределах каждой подгруппы химических элементов в периодической системе. При этом удобнее пользоваться логарифмами этих величин. Потенциалы ионизации выражают, например, в электровольтах, ионные радиусы выражают в ангстремах ((табл. 4). [c.107] Примечание. Величина потенциала ионизации выражена в электроивольтах, а радиусы ионов в ангстремах. [c.108] Для анионов галогенов, если взять вместо потенциала ионизации их электронное сродство, для фторид-, хлор.ад-, бромид-, йиодид-ионов К = 1,38 1,41. [c.109] В табл. 4 показаны зависимости между величинами К (логарифмические значения) и расположением катионов по аналитическим группам. При этом наблюдается значительно большее постоянство величин К, чем величин ионных потенциалов. [c.109] Величины К для каждой группы и подгруппы разные, но постоянные. [c.109] Таким образом, мы видим, что величина, соответствующая логарифму квадрата потенциала ионизации, умноженного на ионный радиус, гораздо лучше согласуется с аналитической классификацией ионов, чем величина ионного потенциала. [c.109] Этот вывод имеет важное значение для адсорбируемости ионов из щелочной и кислой среды, так как адсорбция элементов связана с их положением в периодической системе, с которой связана аналитичеокая классификация ионов. [c.109] В настоящее время наиболее подробно изучена адсорбция катионов металлов на анионитах, за исключением щелочных металлов. Эти данные (рис. 10) -можно сопоставить с положением химических элементов в периодической системе для адсорбции ионов металлов из растворов соляной кислоты. При этом по оси абсцисс отложена концентрация соляной кислоты (от О до 12-м.), а по оси ординат отложены логарифмы коэффициентов распределения. [c.109] Диаграммы, изображенные на рис. 10, показывают, что различные элементы образуют ионы, резко отличающиеся по своей сорбируемости. На основании этих диаграмм можно также решить, насколько легко могут быть разделены ионы из их смесей. [c.109] Для элементов, ионы которых не адсорбируются из раство-ро в хлоридов, применяют другие комплексообразующие реагенты, лапример цитраты, нитраты, сульфаты (например, для тория). Коэффициент распределения является мерой адсорбируемости и равен отношению концентраций данного нона в зернах ионита и в растворе. Объемный коэффициент распределения вычисляется йз расчета концентраций иона на литр ионита и на литр раствора. [c.110] Сенявин в 1959 г. указал на целесообразность применения скорости перемещения полос по колонке ионита взамен констант обмена. )та величина аналогична величине / в распределительной хроматографии, являющейся отношением скорости перемещения полосы иона к скорости перемещения фронта чистого растворителя. М. М. Сенявин рассмотрел возможности разделения смесей ионов элементов главным образом в пределах главных и побочных групп, т. е. по вертикальному направлению периодической системе в зависимости от радиусов ионов. Близки и химико-аналитические свойства соответствующих катионов. Положение ионов, образуемых соответствующими химическими элементами по группам, рядам и диагональному направлению в периодической системе является основой для предсказания условий хроматографического разделения различных смесей ионов на колонках ионообменных смол. Законо мер-ности комплексообразования и применения органических реагентов, как показали А. А. Гринберг и Л. М. Кульберг, также зависят от положения соответствующих элементов в периодической системе. [c.110] Аниониты целесообразно использовать для анионообразую-щих неметаллов, связанных с диагональным направлением в системе элементов, и для ряда элементов от пятой до восьмой групп. Элементы первой и седьмой групп можно разделять как на катионитах, так и на анионитах. Каждый отдельный ион можно охарактеризовать по его положению в сорбционном ряду, т. е. по величине констант обмена. В пределах данной группы сорбируемость возрастает с увеличением атомного номера, если имеется разбавленный раствор, что, вероятно, связано с величинами гидратации ионов. [c.112] Шемякин, И. П. Харламов и А. И. Лазарев исследовали возможности разделения смесей ионов элементов, расположенных по диагональному и горизонтальному направлениям, например ванадий — молибден, молибден — рений, ванадий — хром— железо. [c.112] Например, на окиси алюминия для катионов железа (III) величина К = 0,21, для двухвалентной меди К — 0,55, для двухвалентного кобальта К = 0,43. Изменение ширины полос со временем можно изобразить графически, откладывая по оси абсцисс время в секундах или в минутах, а по оси ординат — ширину полос в сантиметрах или в миллиметрах. [c.112] Шемякин и Э. С. Мицеловский применили метод фи-зико-химичеокого анализа для исследования хроматографических процессов разделения ионов на колонках окиси алюминия и пермутита. Константа К, предложенная ими, зависит от химической природы сорбируемого иона и от состава сорбента. Ход каждой кривой определяется химической природой катиона. [c.112] Рачинский, Т. Б. Гапон. Хроматография в биологии. Изд. АН СССР, 1953. [c.113] Вернуться к основной статье