Разделение некоторых катионов методом ионного обмена

Книга посвящена ультрамикрохимическому анализу — сравнительно новому, но широко используемому методу аналитической химии, который позволяет работать с малыми количествами вещества (10 —10 г) при обычных (10 —10" г) концентрациях его в растворе. Рассмотрены особенности этого метода, приемы идентификации анионов и катионов. Большое внимание уделено методам разделения (осаждению, электролизу, экстракции, ионному обмену, перегонке и др.), подготовке малой пробы к анализу, переводу вещества в растворимое состояние и качественному исследованию некоторых материалов подробно описаны методы количественного ультрамикроанализа. В книге описана специальная аппаратура, в том числе различные конструкции ультрамикровесов и методика взвешивания, методы титрования с визуальной и электрометрической индикацией точки эквивалентности, а также приборы, используемые в фотометрических методах ультрамикроанализа. [c.288]

Некоторые анионы, например фосфат, борат и оксалат, мешают разделению катионов в качественном анализе. Для удаления этих анионов известно много методов. В полумикроанализе часто используют ионный обмен. Теория и практика этого метода рассмотрены в разд. [c.33]

Ряд явлений, положенных в основу хроматографических методов, известен уже давно. Например, еще во времена Аристотеля морскую воду очищали с помощью некоторых видов почв. Также давно известно, что минеральные удобрения остаются в почве в течение длительного времени и лишь с трудом вымываются дождевой водой. Английские химики-почвенники Уэй [35] и Томпсон [30] изучали процессы удерживания в почве катионов из фильтрующихся сквозь нее растворов. В ходе исследований они открыли в 1850 г. основные законы ионного обмена, хотя и не представляли себе, насколько важны сделанные ими наблюдения. Ионный обмен на природных продуктах (главным образом, на минералах и почвах) был позднее подробно изучен, но серьезный интерес к этому процессу возник только после синтеза первого органического ионообменника (1935 г.). Адамс и Холмс [1], конденсируя фенолсульфоновые кислоты с формальдегидом, получили искусственные смолы, с участием которых в отличие от неорганических ионообменников возможен обмен в водных растворах не только катионов металлов, но и ионов водорода. После того как путем конденсации полиаминов с формальдегидом были получены анионообменники, определены условия, позволяющие удалять электролиты из водных растворов новым методом — деионизацией, а не перегонкой. По мере того как налаживалось получение анионо- и катионообмен-ников, их все шире стали применять не только для ионного обмена, но и для хроматографического разделения, т. е. возникла ионообменная хроматография. Во время второй мировой войны и после нее ионообменники постоянно применялись в ядерных исследованиях, поскольку, как выяснилось, они позволяют добиться высокоэффективного разделения радиоактивных изотопов. Ионообменная хроматография входит также в число методов, обеспечивавших в последние два десятилетия столь быстрое развитие биохимии. [c.13]

Большое внимание уделено подготовке малой пробы к анализу, переводу вещества в растворимое состояние, приемам идентификации катионов и анионов, качественному исследованию некоторых материалов. В книге подробно описаны методы разделения (осаждение, электролиз, экстракция, ионный обмен, перегонка и пр.) и методы количественного ультрамикроанализа, различные конструкции ультрамикровесов и методика взвешивания, титрование с визуальной и электрометрической индикацией точки эквивалентности, а также приборы и методика эксперимента фотометрического ультрамнкроанализа. [c.2]

При выборе соответствующей формы комплексных соединений с помощью ионообменников возможно провести также групповое отделение нескольких элементов. Кроме уже упомянутых хлорид-ных комплексов, устойчивость которых хорошо коррелирует с концентрацией хлористоводородной кислоты и которые подходят для селективного разделения, процессы ионного обмена могут контролироваться с помощью различных органических комплексообразующих реагентов (лимонная и винная кислоты, ЭДТА и т. д.). Сильноосновные анионообменные колонки, насыщенные комплексными анионами этого типа, пригодны для одновременного выделения различных групп катионов. Колонки с анионами, образующими осадок (хлориды, сульфиды, карбонаты и т. д.), также использовались для разделения некоторых групп катионов. Как следует из приведенных примеров, селективное элюирование пригодно для разделения отдельных ионов. В общем случае на определение примесей спектральными методами не оказывает влияние неполнота отделения мешающего элемента, которая возможна из-за недостаточно благоприятных условий взаимодействия раствора со смолой. Для большинства спектральных методик нет необходимости использовать ионный обмен для полного отделения ионов одного типа, т. е. селективную хроматографию при ионном обмене. Вполне достаточно воспроизводимо концентрировать определенную группу следов примесей или удалять основную часть мешающего элемента. [c.70]

Применение ионного обмена в аналитической химии началось уже давно. Но лишь в последнее время ионный обмен получил значительное развитие в связи с появлением многочисленных ионитов, значительно различающихся по своим свойствам. Так, гидратированный алюмосиликатный катионит (реактив Ллойда) широко применяется для удаления аммиака перед определением мочевины [173] и для апалитического разделения аминокислот [58]. Концентрирование растворов микроэлементов на таких катионитах, как алюмосиликаты [1] и фильтровальная бумага [114], широко используется уже на протяжении многих лет. Важное значение в аналитической практике имеет применение методов ионного обмена для изучения природы осадков в весовом анализе [294], при изучении механизма стеклянного электрода [145] и для выяснения источников ошибох при измерениях со стеклянным электродом в разбавленных небуферных растворах [145]. Ионным обменом объясняют также изменения, возникающие при хранении весьма разбавленных растворов в стеклянной посуд [26, 28, 478]. Эти применения имели, однако, в аналитической химии весьма небольшое значение по сравнению с их применением в настоящее время. Синтез ряда ионообменных смол, содержащих различные функциона,льные группы и в некоторых случаях отличающихся высоко чистотой ( для анализа ), значительно способствовал широкому примепепию иоп1 тов в аналитической химии. [c.120]

Основной обменный тип адсорбции, хорошо известный на пермутитах и аналогичных веществах, применяющихся для опреснения воды, играет все возрастающую роль при разделении аминокислсп, пептидов и других органических веществ. Известны катионные и анионные обменные адсорбенты, причем их число быстро увеличивается с появлением синтетических обменных смол, характерные свойства которых можно изменять по желанию [22, 23, 24]. Естественно, что прежде всего былч испытаны в этой работе вещества с более или менее ясно выраженным электрохимическим характером, в данном случае диаминомонокарбоновые кислоты, моно-аминодикарбоновые кислоты и пептиды с остатками этих кислот. Однако при прибавлении других веществ (см. ниже) можно изменять электрохимические свойства и нейтральных аминокислот, так что некоторые из них также могут проявлять отчетливые адсорбционные свойства на обменных адсорбентах, Следует также напомнить, что трудно отделить один тип адсорбции от другого и что очень часто молекулярная адсорбция играет также роль и в случае типичных обменных адсорбентов. Относительная легкость, с которой можно влиять на адсорбцию изменением ионной среды, особенно в отношении концентрации водородных ионов, является, однако, характерной и имеет большое практическое значение в методах разделения и вымывания. [c.162]

Современные методы позволяют получать иониты, физические и химические свойства которых соответствуют специфическим условиям их применения. Например, полиамяновые смолы обладают способностью к анионному обмену, а сульфосмолы — к катионному. В СССР выпускают иониты с различными наименованиями (марками) — КУ-2, КБ-4 и ряд других. Иониты используются в самых различных областях науки и техники при каталитическом крекинге в производстве бензина, для разделения редкоземельных элементов, в лабораториях аналитической химии, при анализе вытяжек из растений, в хроматографии и в ряде других областей. Особенно широко используются иониты для водоочистки. С помощью ионного обмена из воды практически можно удалить любые ионы, а следовательно, выделить разнообразные примеси вплоть до содержащихся в воде некоторых производств солей различных металлов и радиоактивных веществ. [c.190]

Таким образом, у данного типа ионообменников наблюдается переход от анионного обмена в кислом растворе к катионному обмену в щелочном растворе. Подобного перехода не наблюдается, если М — элемент с низкой основностью, например кремний. Переход от одного типа обмена к другому происходит в определенном интервале значений pH, зависящем от основности иона металла. Отсутствие резкого перехода, отвечающего этому изменению (здесь уместно сравнение с изоэлектриче-ской точкой амфотерных ионов), и возможность в некоторых случаях одновременно и катионного и анионного обмена при определенном значении pH дают основание предполагать, что ионообменные группы неравноценны. Силикагель обладает только катионообменными свойствами [20] высокое электронное сродство у четырехвалентного иона кре.мния проявляется в форме очень слабой основности гидроксильных групп. Атомы водорода последних легко заменяются катионами даже в кислых растворах, особенно теми, которые легко координируются с кисло- родом. На рис. 24 представлено влияние pH раствора на величины коэффициентов распределения различных ионов при сорбции нх на силикагеле. Из этих данных следует, что указанные ионы можно разделить при определенных значениях pH раствора. Этот метод был использован [21] для разделения урана, плутония и трехвалентных металлов (продукты деления) из растворов, полученных при растворений облученрого урана кислоте. Значения коэффи- [c.119]

Большинство разделений редких земель производится на Н-катио-нитах. Поэтому обмен ионов аммония, находяш ихся в буферном растворе, на ионы водорода смолы приводит к понижению pH в первых порциях вытекаюпцего из колонны раствора. Скорость движения полосы данного элемента не может стать более или менее значительной, пока pH не повысится до такой величины, когда образуется устойчивый комплексный ион. Поскольку каждый элемент извлекается лишь тогда, когда pH достигнет некоторого критического значения, зависящего от степени основности этого элемента в данных условиях, можно воспользоваться точными измерениями pH как средством правильного отбора фракций вытекающего раствора. Такой метод нашел широкое применение для разделений катионов. [c.206]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология