ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Набухание в водных средах из "Ионообменные разделения в аналитической химии" Адсорбция на поверхности зерен ионита некоторых высокомолекулярных веществ, например протеинов, может быть использована для целей хроматографического разделения. Чтобы увеличить поверхностную адсорбцию, следует применять ионит в тонко измельченном виде. Наилучшие результаты, достигнутые в экспериментах с товарными ионитами, получены на слабоосновном катионите марки амберлит ШС-50. Целый ряд ионообменных сорбентов для протеинов может быть получен из целлюлозы [117]. Эти сорбенты имеют большую емкость. Иониты с такими же свойствами получены путем покрытия смолой частиц инфузорной земли (целит 545). Бордман [8] описал получение катионита с карбоксильными группами (стирол—дивинилбензол — метакриловая кислота) и сульфированного стирол-дивинилбензольного катионита, относящихся к тому н е типу. На основании тех же принципов могут быть получены и анионообменные смолы. [c.41] Товарные иониты состоят из твердых гранул или бусин. При погружении в воду иониты обычно набухают, т. е. поглощают более или менее значительное количество воды. Чем больше ионообменных групп содержит матрица ионита, тем сильнее его тенденция к набуханию. Еще большее значение имеет степень поперечной связанности ионита [44, 92]. Если степень поперечной связанности велика, то набухание относительно мало. С уменьшением степени поперечной связанности набухание возрастает и может достигать очень больших величин при полном отсутствии поперечных связей получается растворимый нолиэлектролит. В качестве примера можно привести тот факт, что Самуэльсон [100] получил сульфированные полистирольные катиониты, объем которых в набухшем состоянии был равен 100 мл и более в расчете на 1 г сухого ионита. Объем большинства товарных ионитов в набухшем состоянии составляет 2—3 лл на 1 г сухого ионита. Сильное набухание связано с уменьшением обменной емкости па единицу объема. Для аналитических приложений это обстоятельство, конечно, неблагоприятно. [c.41] Для определения набухания ионитов применялись различные методы. Весовое набухание (количество воды (в г), ноглощенно 1 г сухого ионита) может быть определено взвешиванием набухшего ионита после отделения от него капель раствора [91]. [c.42] Результаты определений набухания в воде и обменной емкости ионита позволяют вычислить нормальность раствора, находящегося внутри ионита. Весовая нормальность онределяется как число грамм-эквивалентов способных к обмену ионов на 1000 г поглощенной ионитом воды. Необходимо подчеркнуть, что такой расчет дает лишь средние значения и что могут существовать определенные различия между зернами одного и того же ионита, а иногда — даже между участками одного и того же зерна [1, 104]. Из табл. 2. 2 видно, что товарные иониты характеризуются высокой концентрацией внутреннего раствора. С другой стороны, в сильно набухшем сульфированном полистироле концентрация внутреннего раствора очень мала. Влияние степени поперечной связанности на нормальность раствора, находящегося внутри ионита, показано на рис. 2. 4. [c.42] Как правило, набухание ионита протекает обратимо и характеризуется равенством между осмотическим давлением внутреннего раствора, с одной стороны, и натяжением эластичной сетки полимера, с другой. Осмотическое давление почти полностью обусловлено противоионами. Можно предположить поэтому, что обмен противо-ионов оказывает существенное влияние на процесс набухания. При этом решающее значение имеет число осмотически активных ионов на единицу веса ионита. Следовательно, однозарядные противоионы должны вызывать более сильное набухание, чем многозарядные. Можно также утверждать, что добавление электролита к внешнему раствору должно приводить к уменьшению набухания, если степень диссоциации ионита считать постоянной. Это объясняется неравномерным распределением ионов между двумя фазами (см. 2. 5, стр. 46). Проведенные Самуэльсоном [102, 104] эксперименты над сульфированными катионитами различных типов показали, что указанные закономерности, за редкими исключениями, хорошо выполняются. [c.43] На рис. 2. 5 приведены некоторые данные по набуханию сульфированных полистирольных катионитов с низкой степенью поперечной связанности. Опыты с сульфированными катионитами других типов [28, 44, 47, 69] привели к аналогичным результатам. Данные по набуханию продажных ионитов приведены в работе Грегора с сотрудниками [44]. Некоторые результаты показаны на рис. 2. 6. Сильноосновные аниониты обнаруживают аналогичные свойства. [c.43] НО часто индивидуальные различия между ионами имеют большее значение, чем величина их заряда [37]. [c.44] Читатели, интересующиеся теорией набухания, найдут ряд важных подробностей в работе Райса и Гарриса [54, 96]. [c.45] Влияние концентрации раствора на набухание сульфокислотных катионитов с различной степенью поперечной связанности [91 ]. [c.45] В заключение следует отметить тот факт, что различия в набухании одного и того же ионита в разных средах могут быть использованы для грубого определения состава некоторых растворов. Для этого метода, предложенного Калмоном [13, 14], применяются иониты с низкой степенью поперечной связанности. Он может использоваться и для микрохимического анализа в этом случае с помощью микроскопа наблюдают за изменениями объема отдельных зерен ионита. [c.45] Вернуться к основной статье