Ионный обмен смолы кислотные

По природе сорбента различают адсорбционную, распределительную (абсорбционную) и ионообменную хроматографии. В случае адсорбционной хроматографии сорбция происходит на поверхности твердого тела — адсорбента. В распределительной хроматографии компоненты абсорбируются жидкостью, нанесенной на твердый носитель. В ионообменной хроматографии сорбентом являются ионообменные смолы — полиэлектролиты, содержащие основные (—ЫНз —ЫН— —М=) или кислотные (—ЗОдН —СООН —5Н) группы, и процесс разделения основан на обратимом ионном обмене между ионообменной смолой и компонентами смеси. Ионообменная хроматография существует только в жидкостном варианте. [c.46]

Эти ионообменники содержат цепи с кислотными и основными ионогенными группами, которые имеют противоположный заряд и нейтрализуют друг друга. При контакте смолы с раствором электролита происходит ионный обмен, в результате которого оба типа ионов, присутствующих в растворе, поглощаются смолой. Последующее промывание ионообменника водой приводит к элюированию сорбированных ионов. [c.38]

Ионообменная хроматография включает обратимый обмен ионов, содержащихся в растворе разделяемой смеси, на ионы полимерных смол, называемых ионитами (катиониты, аниониты) и используемых в качестве неподвижной фазы. Катиониты — это вещества кислотного характера, содержащие карбоксильные и сульфогруппы, протоны которых обмениваются на катионы. Аниониты содержат в своем составе группы основного характера, например аминогруппы различной степени замещения. [c.498]

При протекании ионообменных реакций имеет ме-сто обратимый обмен ионов между двумя веществами, одним из которых является ионообменник, нерастворимый в той среде, в которой происходит обмен. В качестве примера рассмотрим катионообменную смолу дауэкс-50, представляющую собой сульфированные сетчатые полимеры стирола с большим количеством связок. Если смола находится в так называемой водородной форме, то при погружении в водную среду она будет вести себя как сильная кислота кислотные группы при этом полностью диссоциированы и кислотность водного раствора внутри смолы будет приблизительно 5 н. При обработке такой смолы щелочью кислота нейтрализуется и ионообменник переходит в соответствующую катионную форму. Частичное превращение в катионную форму также происходит при погружении смолы в раствор соответствующей соли, так как катионы свободно могут входить и выходить из полимерной решетки, если электронейтральность при этом сохраняется. В этом случае в силу того, что ионный обмен является равновесным процессом, полное превращение в катионную форму возможно только при условии, что применяется значительный избыток обмениваемого катиона или выделяющиеся со смолы ионы непрерывно удаляются из раствора (например, при использовании колонок). Подобный обмен катионов будет происходить между смолой, находящейся в одной из катионных форм, и другим катионом, присутствующим в растворе. Такой процесс можно представить следующим уравнением [c.11]

Как известно, применяемые в настоящее время неорганические ионообменные сорбенты (окиси, гидроокиси и соли металлов, алюмосиликаты, силикагели, пермутиты, бентониты, глаукониты, цеолиты и т. д.) обладают высокоразвитой удельной поверхностью, способностью к химической, молекулярной сорбции и сорбции коллоидных частиц, повышенной радиационной и термической стойкостью. Они, как правило, слабо набухают в водных растворах, и ионный обмен происходит в основном на поверхности сорбента, так что кинетика обмена не осложняется процессами, связанными с диффузией ионов в фазе самого сорбента, как это имеет место в случае большинства ионообменных смол. С другой стороны, ионообменные смолы превосходят неорганические сорбенты по таким важным показателям, как величина емкости, основность или кислотность, химическая стабильность. Понятно, что определенный интерес представляет получение ионообменников, сочетающих в себе свойства ионообменных материалов как минеральной, так и органической природы. Этой цели можно достигнуть, используя принцип получения комбинированных минерально-полимерных продуктов путем газофазной привитой полимеризации, осуществляя на неорганических сорбентах полимеризацию мономеров, дающих полимеры, способные к ионному обмену (сами по себе или после введения соответствующих ионообменных групп путем необходимых химических превращений) [1]. [c.168]

Для выделения азотсодержащих оснований предложен и используется ряд методов — экстракция водными растворами серной и соляной кислот ионный обмен на макропористых катионитах сорбция на силикагеле, импрегнированном соляной кислотой. При этом наименьшая степень извлечения азотсодержащих оснований (не более 10 %) наблюдается при кислотной экстракции. Институтом химии нефти СО АН СССР предложен новый метод, основанный на осаждении азотсодержащих оснований газообразным хлороводородом. Степень их осаждения из различных нефтей в виде хлоридов солей составляет 68—83 %. При этом для нефтей метанового типа (парафинового) степень осаждения наибольшая. Степень осаждения азотсодержащих оснований из нефтей нафтено-метанового, нафтенового и ароматического типов можно повысить путем предварительного их разбавления легкими н-алканами (например, н-гексаном). Показано, что осаждаемые соединения азота являются составной частью смол и имеют среднюю молекулярную массу 800—1000. При обработке хлороводородом часть азотсодержащих оснований, являющихся более насыщенными, не осаждается из нефти и остается в растворенном состоянии. Эти соединения можно выделить, используя метод смешанного комплексообразования с низкомолекулярным основанием (ди- [c.86]

Емкость — определенная величина при обмене малых ионов как на кислотных, так и на основных смолах, особенно для случая нейтрального обмена солевых форм сильноосновных смол и при работе в пределах, ограниченных средней емкостью. [c.373]

Ионный обмен — это процесс извлечения из воды одних ионов и замены их другими. Процесс осуществляется с помощью ионообменных веществ — нерастворимых в воде гранулированных веществ, имеющих в составе кислотные или основные группы, способные заменяться положительными или отрицательными ионами. В качестве ионообменных материалов, называемых часто смолами, используются природные и синтетические вещества. [c.144]

Ионообменная очистка основана на способности ионообменных смол (ионитов) удерживать те загрязнения, которые в растворенном состоянии диссоциируют на ионы. Иониты получают путем полимеризации и поликонденсации органических веществ они представляют собой твердые гигроскопичные гели, не растворимые в воде и углеводородах. В высокомолекулярной пространственной решетке ионита закреплены фиксированные ионы. Заряды этих ионов компенсируются зарядами противоположного знака, принадлежащими подвижным ионам (противоионам), расположенным в ячейках решетки и способным к обмену с ионами раствора электролита. Иониты, содержащие активные кислотные группы и подвижные катионы, способные к обмену, называются катионитами, а иониты с активными основными группами и подвижными анионами — анионитами. [c.125]

Основными достоинствами синтетических ионообменных смол как адсорбентов являются их большая обменная емкость, химическая стойкость и механическая прочность, разнообразие кислотно-основных свойств. Обменная емкость ионитов зависит главным образом от числа активных (ионогенных) групп в ионите, приходящихся на единицу массы сухой смолы. Поэтому для данного ионита емкость постоянна. Однако на практике емкость ионита зависит от условий проведения адсорбции, а также от свойств и размеров адсорбируемых ионов. Фактическая емкость не всегда достигает теоретической величины. [c.341]

Классификация ионитов чаще всего основывается на отношении их к водородным (или гидроксильным) ионам, на зависимости обменной емкости от кислотности (щелочности) раствора. Такая классификация может служить основой для выбора ионитов, за исключением тех случаев, когда смола обладает резко выраженной специфической способностью поглощать ионы определенного вида. Б. П. Никольский предлагает делить иониты на четыре группы [c.140]

При адсорбции из нейтрального раствора основные, нейтральные и часть кислых аминокислот сорбируются катионитом, аспарагиновая и глютаминовая кислоты — анионитом. При сорбции из раствора с pH = 3, где подавляется кислотная диссоциация, все аминокислоты извлекаются катионитом. Катионит КУ-2 кроме солей частично поглощает красители. Для отделения солей раствор мелассы обрабатывали слабокислотным катионитом КБ4-П2, имеющим сродство к ионам кальция и плохо сорбирующим аминокислоты. Аминокислоты из ионитов извлекали 5-кратным количеством 1 н. соляной кислоты по отношению к обменной емкости смолы. Кислоту из элюата выпаривали, и полученные водные растворы аминокислот хроматографировали на бумаге. [c.215]

Поскольку иониты обладают кислотными или основными свойствами, то при обмене ионов в водных растворах большое значение имеет pH среды. У катионитов, проявляющих свойства сильных кислот, ионы водорода легко обмениваются на другие катионы. Катиониты, обладающие свойствами слабых кислот, проявляют малую обменную способность, особенно при низких значениях pH (т. е. когда их диссоциация подавлена). Также и аниониты могут проявлять свойства сильных и слабых оснований. Обменная емкость ионитов выражается в миллиграмм-эквивалентах обмениваемого иона на 1 г сухой смолы. [c.95]

Ионообменные смолы представляют собой нерастворимые высокомолекулярные вещества с кислотными или основными группировками, способными к диссоциации (сульфо-, карбоксильные или аммониевые соединения). При взаимодействии этих групп с растворенными ионами происходит обмен ионов, например [c.622]

Катиониты — это нерастворимые сшитые поликислоты или их соли, состоящие из неподвижного отрицательного макроиона и малых подвижных положительных ионов, способных к обмену. Аниониты— это нерастворимые сшитые полиоснования или их соли, состоящие из неподвижного положительного макроиона и малых подвижных отрицательных ионов, способных к обмену. Ионообменные смолы могут содержать однотипные ионогенные группы, т. е. группы одинаковой кислотности или основности, и разнотипные ионогенные группы, т. е. группы различной кислотности и основности. [c.509]

Основаны на способности некоторых минералов, искусственно полученных неорганических материалов и синтетических полимерных смол определенного строения обменивать входящие в их состав ионы Н+, Na+ и др. на ионы Са2+, Mg2+, содержащиеся в воде. Ионообменные материалы, способные к обмену катионов, называются катионитами, а иониты, обменивающие анионы, — анионитами. Органические иониты — это нерастворимые, но ограниченно набухающие полимерные смолы, в состав которых входят кислотные (у катионитов) или основные (у анионитов) группы. [c.94]

Способ 2. Ионный обмен. Преимущество этого способа состоит в высокой степени чистоты конечного продукта. Исходным веществом служит хорошо растворимая в воде гетерополисоль, очищенная многократной перекристаллизацией. В связи с отчетливо выраженной кислотной функцией гетерополикислот и с их склонностью подвергаться действию восстанавливающих агентов рекомендуется использовать в работе катнонообменники, содержащие сульфо-группы (например, пермутит RS, дауэкс 50W), проявляющие только сильнокислотные функции и практически не способные служить восстановителями. Выбор конкретных условий работы зависит ог устойчивости, качества и количества получаемой гетерополикислоты. Руководствуются следующими ориентировочными правилами обменная емкость обычно составляет 2 мг-экв./см ионообменной смолы (насыпной объем). Целесообразно работать с возможно более концентрированными исходными растворами, которые медленио ( 2— 5 мл/мин) пропускают через колонку. Растворы свободных кислот упаривают в ротационном испарителе до небольшого объема и прн необходимости помещают в эксикатор для кристаллизации. [c.1898]

Еще более сложна проблема определения коэффициентов активности ионов в смоле. Ионообменаик можно рассматривать как гомогенный высококонцентрированный электролит. Если не обращать внимания на тот факт, что вода (растворитель), поглощенная ионообменником, частично связана (сольватирует) с неподвижно связанными с матрицей анионными группами катионообменника (которые ввиду своей неподвижности осмотически неактивны), то простой расчет показывает для сульфо-кислотной смолы средней степени сшивки, имеющей емкость 5 мг-экв/г, в набухшем состоянии на один способный к обмену катион приходится 9—10 молекул воды. Для сильносшитых смол количество водь вдвое меньше. Это соответствует концентрации электролита во внутреннем растворе 6 н. и выше. Высокая электропроводность смол в набухшем состоянии подтверждает правильность такого представления о состоянии сорбированного иона. Осложняющими обстоятельствами (по сравнению с обычным концентрированным раствором) являются трудность учета электростатического взаимодействия с неподвижными ионами матрицы определенная неподвижность части воды (растворителя), идущей на сольватацию неподвижных ионов матрицы, что ведет к трудно учитываемому повышению концентрации обменивающихся противоионов в фазе смолы. [c.144]

Ионообменные смолы представляют собой высокомолекулярные вещества с кислотными или основными функциональными группами. Примерами ионообменных смол являются сульфированный уголь, полиметакрило-вая кислота и аминометилированный полистирол. Такие обменные смолы являются нерастворимыми кислотами или основаниями, которые образуют нерастворимые соли с ионами из раствора. При помощи этих смол легко осуществить реакции двойного обмена, расщепления солей и нейтрализации, а также деионизацию и выделение ионизированных соединений из разбавленных растворов. , [c.36]

Гетерогенный ионный обмен (или ионная сорбция) - это процесс обмена между ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы - ионита. В качестве ионитов используют неорганические и органические природные (алюмосиликаты, производные целлюлозы и магния) и синтетические материалы. Ве/ ушая роль принадлежит синтетическим органическим ионитам - ионообменным смолам. Иониты подразделяются по внешней форме (порошкообразные, гранулированные, волокнистые) и по степени пористости (гелевые, изопористые, макропористые). По знаку заряда обменивающихся ионов иониты делятся на катиониты и аниониты, проявляюшие соответственно кислотные и основные свойства. [c.64]

За последние годы большое распространение получили ионообменные смолы, применяемые для очистки воды от посторонних катионов и анионов. Эти смолы, или, как их еще называют, иониты, получают путем введения ионогенных групп (SO3H, СООН, NH2 и др.) в скелет углеводородных цепей высокополимерных соединений. Одни из этих смол имеют кислотный характер (поверхность их заряжена отрицательно) и потому обменно адсорбируют только катионы с заменой любого из них на ион водорода. Такие адсорбенты получили название катионитов. Другие смолы, имеющие основной характер, получили название анионитов. Эти адсорбенты адсорбируют из растворов только анионы в обмен на ионы ОН-Для регенерации, т. е. восстановления уже отработанных катионитов и анионитов, обычно применяют соответствен- [c.201]

Применение пермутитов позволяет устранить жесткость воды, но не освобождает воду от всех катионов и анионов. Практически полное очищение воды от посторонних катионов было достигнуто лишь в недавнее время путем применения ионообменных смол. Эти смолы или иониты получают введением ионогенных групп (ЗОзН, СООН, NH2) в скелет углеводородных цепей высокополимерных соединений. Одни смолы имеют кислотный характер (поверхность их заряжена отрицательно) и потому обменно адсорбируют только катионы с заменой любого из них на ион водорода. Такие адсорбенты получили цазвание катионитов. Другие смолы, имеющее основной характер, пслучили название анионитов. Эти адсорбенты адсорбируют из растворов только анионы в обмен на ионы ОН". [c.363]

В зависимости от того, происходит ли обмен катионами или анионами, различают ттионообменную или анионообменную сорбцию. В настояшее время известно сравнительно большое число веществ, обладающих свойствами обмена либо катионов, либо анионов. Ввиду большой практической важности ионообменной адсорбции наша промышленность изготовляет специально так называемые ионообменные смолы, при помощи которых можно изменить состав ионов исследуемого раствора. Ионообменные смолы, или иониты, разделяют на две группы катиониты, обладающие свойством обменивать свои катионы на катионы солей, и аниониты, обменивающие собственные анионы на анионы солей, присутствующие в растворе. Катионы содержат в своем составе активные кислотные группы типа [c.140]

В воде ионообменные смолы под влиянием осмотических явлений набухают. На этот процесс существенно влияет величина гидратации фиксированных ионов и про-тивоионов. Препятствуют набуханию смол частота и длина радикалов дивинилбензола, сшивающих длинные углеводородные цепи полимеров стирола с образованием трехмерной сетчатой структуры. Ясно, что чем больше степень сшивания полимерных цепей, тем более жесткую структуру имеет смола и тем меньше она набухает в водных растворах. Сохранение электронейтральности полимера при обмене ионов является причиной того, что обмен противоионов может совершаться только в эквивалентных количествах, т. е. 1 г-экв ионов, вытесненных из смолы, замещается 1 г-экв других ионов того же знака, Следует отметить, что область pH, в которой осуществляется обмен ионов, зависит от константы диссоциации ионообменных групп смолы. Так, сульфокислотные катиониты, например смола КУ-2 (р/(лис < I), способны к обмену ионов водорода на другие катионы в широком интервале pH и при pH > 2,5—3 кислотность на обмен практически не влияет. Карбоксильные катиониты (р/Сднс = 5—6) обменивают свои ионы при pH > 7 и могут использоваться только в солевой форме. Катиониты, содержащие фенольные гидроксильные группы, способны к обмену лишь при pH > 8, т. е. в области значений pH, отвечающей диссоциации фенольных групп. Все это необходимо учитывать при выборе смол для очистки промышленных сточных вод. [c.133]

Наиболее распространенные катиониты содержат сульфо-группы —ЗОзН, которые диссоциируют и способны к обмену иона водорода на другие катионы даже в кислой среде. Сульфированные феноло-формальдегидные сополимеры, кроме сульфо-групп, содержат также —ОН-группы, диссоциирующие только при высоких значениях pH. В катионитах карбокислотного типа активной является —СООН-группа, заметно диссоциирующая тоже при высоких значениях pH. В последнее время синтезируются и изучаются также катиониты, содержащие другие кислотные группы, в частности и комплексообразующие группы. Некоторые из подобных смол способны избирательно поглощать отдельные элементы или группы элементов из раствора. [c.387]

Хотя обменная емкость смолы КБ-4П-2 в несколько раз превышала емкость окисленного угля, ее каталитическое действие во всех изученных реакциях практически равнялась нулю (эффективность по Гамметту была по меньшей мере на два порядка ниже, чем у образца ОУ — см. табл. 2). Отсюда следует, что высокая эффективность окисленного угля должна быть обусловлена значительно более кислыми группами, чем карбоксильные. О том, что кислотный катализ в растворах на окисленном угле происходит по тому же механизму, что и в случае соляной кислоты и сульфокатионитов, и, по всей вероятности, осуществляется водородными ионами внешней обкладки двойного слоя угля [5, 6], говорит также достаточно хорошее совпадение величин энергии активации исследованных процессов в присутствии трех названных катализаторов (табл. 3). [c.34]

ИЗ неподвижного положительного макроиона и малых подвижных отрицательных ионов, способных к обмену. Ионообменные смолы могут содержать однотипные ионогенные группы, т. е. группы одинаковой кислотности или оснсвности, и разноти.пиь ионогенные группы, т. е. группы различной кислотности или основности. [c.512]

В последнее время для обменной адсорбции в технике начинают применять так называемые ионообменники типа искусственных смол, служащих для приготовления пластических масс. Так, смолы типа бакелита имеют кислотный характер, в то зре.мя, как основной характер имеют аминопластмассы. Первые обненно адсорбируют катионы, вторые — анионы. Обменная адсорбция имеет большое значение в ряде технологических процессов, требующих удаления нежелательных ионов и солей из водных растворов. [c.180]