ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Иониты как каркасная основа электроноионообменников из "Электроноионообменники" Здесь R — матрица катионита СООН ОН и SO3H — наиболее типичные ионогенные группы ионитов, при этом группа ОН представляет собой гидроксил фенольного типа, способный диссоциировать с образованием иона водорода Ме — металл -вос-становитель. [c.36] Для получения анионитов в гидроксильной форме следует после всех операций, связанных с нанесением металла и его восстановлением, обработать анионит раствором щелочи. [c.36] При выборе ионита в качестве основы для изготовления ЭИ, величина его ионообменной способности не может быть решающей. [c.36] Представим себе, что заданное количество осажденного восстановителя в ионите для получения ЭИ выще, чем ионообменная способность выбранного ионита. Тогда можно применить не одно, а два, три или несколько нанесений и все же до бяться получения ЭИ заданных характеристик. [c.36] Основной характеристикой исходного ионита для получения из него ЭИ является способность ионита прочно удерживать осажденный на его поверхности окислитель или восстановитель. Эта способность зависит от знака заряда поверхности. Например, восстановители в виде гидроокиси железа, имеющие положительный заряд, прочно удерживаются зернами катионитов, поверхность которых заряжена отрицательно. [c.36] у катионитов КУ-П и КУ-2П с малыми коэффициентами набухания и более стабильными формами прочность удержания металлов-восстановителей значительно больше, чем на гелевом катионите типа КУ-2. Количество введенного металла-восстановителя определяется заданным регламентом изготовления ЭИ. Теоретически это количество восстановителя не зависит от ионообменной способности и его можно регулировать лишь числом операций при осаждении. Однако на гелевых ионитах типа КУ-2 уже после небольшого числа осаждений, например меди, образуются частично рыхловатые скопления, неплотно прилегающие к поверхности зерен, а также чскороч-ки , несколько вспученные и выпукло изогнутые, что можно обнаружить под микроскопом. Подобные скопления легко смываются потоком воды. [c.37] Таким образом, можно считать, что прочность сцепления металлов-восстановителей с зерном ионита определяется, в основном, его структурой и характером пористости, а также знаком и величиной электростатического заряда ионитов, применяемых для получения ЭИ (табл. 5). [c.37] Наличие у ионитов поверхностного заряда во многом определяет не только возможность закрепления в их гранулах введенных окислительно-восстановительных систем, но и Возможность диффузии внутрь гранул тех ионов, которые используются в процессах изготовления ЭИ. [c.37] Как известно, гранулы ионитов, подобно ионитовым мембранам, обладают селективной проницаемостью по отношению к ионам определенного знака. Для объяснения этого явления можно применить теорию мембранного равновесия, согласно которой на границе раздела ионит — раствор возникает определенная разность потенциалов, названная доннановским потенциалом. Причина возникновения последнего связана с наличием в матрице ионита фиксированных ионогенных групп. Концентрация противоионов (т. е. обменивающихся ионов) в ионите обычно выше, чем в растворе, поэтому противоионы имеют тенденцию к переходу из фазы ионита в окружающий раствор. В противоположность этому, коионы (т. е. сопутствующие подвижные ионы другого знака заряда) стремятся перейти из раствора в фазу ионита, где их концентрация первоначально низка. В результате этого катиониты приобретают отрицательный заряд по отношению к раствору, а аниониты — положительный, что препятствует дальнейшей диффузии коионов в фазу ионита. Обычно равновесная концентрация коионов в фазе ионита значительно меньше, чем в окружающем растворе. [c.37] Введение окислительно-восстановительных систем в гранулы ионитов при изготовлении ЭИ в целом основано на использовании ионообменного механизма. Однако в практике получения ЭИ нередки такие процессы, результат которых определяется проникновением в гранулы ионита катионов, а не противоионов. Так, при изготовлении ЭИ на основе катионитов обычно применяют гидросульфит натрия, в котором носителями восстановительных свойств являются анионы ЗгОГ. [c.40] Однако сложность диффузионного процесса не нарушает качественной справедливости изложенных выше упрощенных представлений, и во многих практических случаях достаточно учитывать лишь градиенты концентрации и электростатического потенциала. [c.41] Экспериментальное изучение относительной проницаемости гранул различных ионитов по отношению к ионам-восстанови-телям разного знака заряда было впервые проведено в работе [55]. С целью получения наглядного представления о диффузии ионов-восстановителей авторы этой работы применяли методику, основанную на введении в гранулы ионитов окислитель-но-восстановительных индикаторов, позволяющих при последующей обработке гранул растворами восстановителей наблюдать под микроскопом и фотографировать ход процесса. [c.41] Для опытов были отобраны иониты со светлоокрашенными прозрачными сферическими гранулами, принадлежащие к различным классам катиониты КУ-2-8ЧС, К.Б-4П-2 и аниониты АВ-17Ч, АН-18. Отсеянные фракции набухших ионитов с размерами зерен 0,4—0,5 мм обрабатывали в статических условиях 0,2% спиртовыми растворами индикаторов. [c.41] Подготовленные таким образом окислительно-восстановительные хемосорбенты следует отнести к классу окислительно-восстановительных ионитов (О/ВИ). Однако по свойствам они приближаются к ЭИ и могут служить моделью последних, так как введенные в иониты крупные ионы красителей удерживаются в гранулах не только, валентными, но и адсорбционными силами. Последнее позволяет осуществлять ионообменные и окислительно-восстановительные преобразования до известной степени независимо друг от друга. [c.41] В качестве восстановителей использовали 1 н. растворы N328204 и 8пС1г. В первом из них носителями восстановительных свойств являются анионы, а во втором — катионы. Предварительными опытами было установлено, что любой из этих восстановителей почти моментально взаимодействует с применявшимися растворами индикаторов и, следовательно, стадия химической реакции не должна в данном случае контролировать кинетику процесса. [c.41] Изменение концентрации раствора восстановителей обычно приводило к симбатному изменению скорости процесса. Для О/ВИ, восстанавливающихся медленно, требовались наибольшие концентрации восстановителя, чтобы довести процесс до конца. [c.43] Таким образом, наблюдавшиеся закономерности полностью подтверждают важную роль селективной проницаемости гранул ионитов. Проникновение внутрь гранулы противоионов облегчается, а вторжение коионов затрудняется тем сильнее, чем выше степень диссоциации ионогенных групп и их объемная концентрация в ионите. Это обстоятельство необходимо всегда учитывать в процессах изготовления ЭИ. [c.43] Элементарный состав некоторых ионитов приведен в табл. 6. [c.43] Вернуться к основной статье