Выбор ионита и условия сорбции

При поглощении органических кислот присутствие многовалентных анионов также резко снижает используемую емкость анионитов. При выборе оптимальных условий поглощения органических слабых электролитов, таких как ароматические амины, следует иметь в виду, что оптимальное значение pH растворов, из которых извлекаются органические вещества ионитов, выше pH, соответствующего полной диссоциации их на ионы, так как при подкислении растворов органических оснований (или при подщелачивании растворов слабых кислот) одновременно быстро растет концентрация конкурирующих ионов (Н+ — ионов в случае сорбции оснований или ОН- — при сорбции кислот). [c.151]

Целью настоящей работы является выбор оптимальных условий для препаративного разделения группы нейтральных аминокислот (лейцин, изолейцин, метионин, валин) на ионитах. Изучение законов обмена аминокислот, являющихся цвиттер-ионами на ионитах,— очень сложная проблема ввиду зависимости электрохимических свойств этих веществ от pH раствора. Для решения этой задачи необходимо было провести детальное исследование ионообменного поведения нейтральных аминокислот, в частности, изучить процессы сорбции в статических условиях. [c.30]

Выбор оптимальных условий при сорбции органических ионов связан с вопросом о зависимости степени использования полной динамической обменной емкости Яд при динамической сорбции на зернах катионита разного зернения от скорости потока жидкости V. [c.218]

Некоторые из нерешенных задач, стоящих перед теорией, будут сформулированы ниже при рассмотрении особенностей кинетики сорбции органических ионов. Решение этих задач, по-видимому, могло бы дать в руки исследователей, работающих в области кинетики, более адекватный математический аппарат и тем самым придать теории более количественный характер. Это имело бы большое значение и для практики, так как в практически наиболее важных случаях сорбции больших органических ионов (ионообменное поглощение антибиотиков, алкалоидов, полипептидов, белков и т. п.) многие трудности вызываются очень медленной скоростью достижения ионообменного равновесия, а неполное значение закономерностей, управляющих кинетикой, не позволяет произвести теоретически обоснованный выбор оптимальных условий проведения процесса. [c.218]

При выборе катионитов с различными ионогенными группами следует принимать во внимание не только полноту сорбции и наибольшую емкость, НО и быстроту и полноту десорбции поглощенного иона. Следует также иметь в виду при выборе катионита то обстоятельство, что смолы с разнотипными ионогенными группами, содержащие, например, сульфо- и карбоксильные группы, при некоторых условиях можно применять в качестве монофункциональных при pH среды ниже 4 в диссоциированном состоянии будут находиться только сульфогруппы. Катионит, содержащий сульфо- и оксифенильные группы, будет вести себя как монофункциональный сульфокатионит, если pH среды не выше 7—8. [c.66]

Определение возможности разделения ионов, т. е. расчеты, основанные на величинах ПР, относятся к идеальным условиям, когда не учитываются возможные процессы сорбции ионов осадками и носителями, кинетические затруднения при образовании осадков в твердой фазе сорбента, влияние растворителя на удерживание осадителя носителем и т. п. В реальных условиях образование осадков в чистом виде практически невозможно, поэтому удовлетворительное разделение ионов может не происходить даже тогда, когда растворимость соединений сильно различается. Для создания оптимальных условий формирования осадочных хроматограмм необходимо учитывать влияние факторов, связанных с выбором носителя (сорбента), осадителя, растворителя и т. д. [c.226]

Неорганические сорбенты (ионообменники) проявляют селективность к ионам типа М и при условии высокой энергии сольватации сорбируемых ионов в фазе сорбентов, что достигается за счет повышенных значений координационных чисел ионов и благоприятного локального баланса валентных усилий в обменных позициях структуры сорбентов. Действие этих факторов оптимизируется по отношению к целевым ионам, т.к. в ходе процесса сорбции проявляется конкуренция между ионами разных видов. Задача формирования селективности сорбентов к ионам определенного вида обеспечивается выбором (и модифицированием) состава и структуры сорбентов. [c.135]

При селективном элюировании наблюдается картина, обратная селективной сорбции. Задача заключается в выборе условий, при которых один тип ионов десорбируется, а другие прочно удерживаются смолой. Процесс разделения ускоряется при использовании коротких колонок. [c.41]

Для ионообменной хроматографии характерны два общих подхода при выборе условий разделения. В простейшем случае рассматриваются различия в прочности сорбции ионов, определяемых величиной заряда и их радиусом в соответствии с рядами селективности (см. п. 3.2.2). Для последовательного элюирования по этому механизму в элюентном режиме в качестве элюента выбирается рас- [c.202]

Выбор условий десорбции, при котором происходило бы образование резких границ зон ионов, является решающим для полноты десорбции и концентрации вещества в элюате. На рис. 4.5 представлены выходные кривые десорбции окситетрациклина в условиях образования резких границ зон ионов аммония п ионов окситетрациклина с колонок различной высоты при введении в каждую колонку одного и того же количества антибиотика в процессе сорбции [331]. Выходные кривые показывают, что десорбированная зона перемещается по колонке без размывания и без образования хроматографического хвоста. Совершенно иная картина была продемонстрирована на рис. 4. 2, где вытеснение осуществлено в условиях размывания границы зон ионов [326] по мере увеличения высоты колонки наблюдается резкое деформирование выходной кривой — ее размывание. [c.162]

Изучение сорбции стрептомицина из раствора, содержащего примеси, сопутствующие стрептомицину, необходимо при выборе оптимального катионита для выделения антибиотика. Нами было проведено исследование сорбции стрептомицина в присутствии ионов натрия. Для этого раствор очищенной сернокислой соли стрептомицина, содержащий различное количество сульфата натрия, контактировали в статических условиях с катионитом в Ка -форме до прекращения обмена. [c.204]

Исследования проводились в динамических условиях на колонках при пропускании раствора через тонкий слой цеолита (100 мг). Для выбора оптимального образца была изучена обменная емкость цеолитов различных типов по отношению к указанным катионам. Так как в данном случае замещаемый катион постоянно вымывается из системы, то при использовании растворов достаточной концентрации возможно полное замещение всех ионов цеолита, способных к обмену. Данные по обменной емкости цеолитов по отношению к стронцию позволяют считать цеолит NaA наиболее подходящим для сорбции стронция (время ионообменной реакции 140 мин.). [c.254]

В табл. 35 приведены примеры сорбции микроэлементов на активном угле при анализе различных материалов. Обычно микроэлементы количественно сорбируют в присутствии реагента, образующего внутрикомплексные соединения, на 50 мг активного угля из 200 мл раствора пробы в статических условиях или фильтрованием через тонкий слой сорбента, нанесенного на фильтровальную бумагу. Затем микроэлементы десорбируют азотной кислотой, ртуть отгоняют при нагревании. При правильном выборе реагентов, образующих с концентрируемыми ионами внутрикомплексные соединения, степень извлечения 10 -10 г/г микроэлементов из растворов, полученных при растворении металлов и соединений высокой чистоты, составляет более 95%, коэффициент концентрирования достигает 10 -10 . Для удаления из активного угля, выпускаемого промышленностью, примесей А1, Ре, К, Ъ и 7п его промывают сначала 48%-ной фтороводородной, а затем 12 М хлороводородной кислотой. [c.100]

Третьей особенностью сорбции органическргх ионов является большая зависимость ее от pH. Такая зависимость связана как со значительными изменения в диссоциации органических молекул в зависимости от pH и состава жидкой фазы, так и с амфотерностью многих природных органических соединений. Последнее требует при выборе оптимальных условий проведения технологических процессов, изучения констант ионизации различных форм органических ионов и связанного с этим состава фазы раствора и ионита. [c.198]

Предварительные опыты по выбору ионита для выделения метионина, а также определению оптимальных условий сорбции-десорбции осуществлялись на искусственных водных растворах метионина, после чего полученные данные проверялись на производственных сточных во дах. Так как одним из основных факторов в процессах выделения является емкость сорбента [8], в первую очередь была определена СОЕ отечественных марок ионитов по метионину согласно методике [9]. Было установлено, что наибольшей емкостью—40,6% от веса—обладает катионит КУ-2 в Н-форме. Однако в растворах метионина, содержащих 100 г/л N32 304, значения емкостей всех ионитов значительно снижались, что можно легко объяснить конкуренцией ионов На+и 50-1 " для катио Н1-тов и анионитов соответственно. Максимальной емкость сохранялась у катионита КУ-2, Кроме того, было показано, что в этом случае значения емкостей посттеднего в На- и Н-формах отличаются незначительно, в то время как в водных растворах емкость для Н-формы катионита была намного больше, чем для На-формы (см, табл, 1). Очевидно, в концентрированном солевом растворе происходит быстрый обмен водородных ионов на ионы На и ионит практически все время находится в На-форме. Полученные данные показали принципиальную возможность применения катионита КУ-2 в На-форме для выделения метионина из солевых растворов. [c.380]

В данной работе рассматривается возможность ионообменного метода очистки хлорида никеля с помощью анионита АВ-17. Предлагаемый метод основывается на способности большинства тяжелых металлов, составляющих примеси, образовывать отрицательно заряженные комплексы с хлор-ионом, активно поглощаемые анионитом, в отличие от никеля, который не образует отрицательных хлор-комплексов и поэтому не сорбируется анионитом в широком интервале концентраций соляной кислоты [ 1. Таким образом, процесс очистки хлорида никеля на анионите состоит из двух стадий 1) образования отрицательно заряженных хлор-комплексов примесных ионов в растворе 2) сорбции полученных комплексов анионитом. Так как обе эти стадии зависят от концентрации комплексооёразую-щего реагента, то для выбора оптимальных условий очистки необходимо изучить сорбцию примесных ионов в зависимости от концентрации хлор-иона. В качестве примесных ионов были выбраны железо, медь и кобальт как наиболее распространенные тяжелые металлы, чаще всего сопутствующие никелю и представляющие наибольшие трудности при его очистке. [c.163]

В главе рассматриваются примеры разделения полифосфатов и ароматических сульфонатов, С помощью либо анионо-, либо катионообменной хроматографии удается разделить комплексы металлов с хлор-ионом. Благодаря тщательному выбору условий сорбции и элюирования, а также условий детектирования удалось создать практически специфические методики анализа железа и свинца. Добавляя в элюент органический растворитель, можно изменять селективность ионообменников по отношению к комплексам хлоридов металлов. [c.185]

На величину Ко сорбируемых ИС ионных форм элементов одновременно влияют конкуренция присутствующих в растворе одноименных ионов и комплексообразование с ионами-лигандами, приводящее к образованию комплексных ионов с меньшей величиной заряда (вплоть до нейтральных молекул) или ионов с противоположными знаками заряда. Поэтому для выбора условий разделения элементов на ИС, наиболее информативными являются зависимости Ко от состава водного раствора, в котором они находятся. К настоящему времени систематизированы данные практически для всех элементов периодической системы Д.И. Менделеева об их сорбции ИС из растворов наиболее широко используемых в аналитической и технологической практике кислот НС1, HNO3, HF, H2SO4, СН3СООН. Соответствующие данные можно найти в [1]. [c.133]

Существующие в настоящее время представления о динамике ионного, обмена смесей основываются ни отдельных работах, в основном экспериментального характера [1—31. Установление теоретических закономерностей связано с математическими трудностями, обусловленными решением нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных. Анализ экспериментальных и полученных на основе послойного метода на электронной вычислительной машине расчетных данных по динамике обмена трехкомпонентных смесей позволил более детально рассмотреть некоторые закономерности динамического метода разделения смесей [4]. Полученные результаты позволяют утверждать, что характерное для динамики смесей взаимное вытеснение ионов, а следовательно, и степень очистки, оцениваемая количеством выделенного в чистом виде вытесняемого компонента, определяется отношением констант обмена разделяемых компонентов смеси. При этом вытесняемый ион, продвигаясь по слою ионита, образует зону, в которой концентрация иона может превышать концентрацию его в исходном растворе. Пределом возрастания концентрации вытесняемого иона в ионите является полная обменная емкость, а пределом возрастания концентрации иона в фильтрате — суммарная концентрация обменивающихся ионов в исходном растворе. После достижения указанных пределов концентрации выход чистого компонента увеличивается пропорционально длине слоя ионита. Выбор условий динамического получения одного из компонентов в чистом виде определяется общими закономерностями ди-намикй сорбции. Очевидно, что динамический метод более целесообразно применять при очистке солей малосорбируемого компонента (в данном случае натрия) от более сорбируемых примесей. [c.119]

Для выбора условий разделения, т- е. для изучения сорбции и десорбцйи каждого элемента в отдельности, строят выходные кривые. По оси абсцисс откладывают объем вытекающего из колонки раствора, а по оси ординат — концентрацию. На рис. 12.3 показаны выходные кривые для ионов железа, меди, цинка, свинца и висмута на анионите АВ-17. Полное разделение смеси возможно в том случае, когда между пиками концентраций имеется чистая зона растворителя. В данном примере четко разделяются медь, свинец и висмут, значительно хуже отделяется железо. [c.206]

Для создания резкой границы между зонами иона-вытеснителя и вытесняемого иона в случае обмена равновалентных ионов необходимо таким образом подбирать систему, чтобы константа обмена в уравнении (II, 29) была больше единицы, когда первым ионом является ион-вытеснитель. Это осуществимо при сорбции ионов, энергия взаимодействия которых с сорбентом больше, чем энергия взаимодействия с ионом, ранее находившимся на ионите ионов. При обмене разновалентных ионов существенное значение имеет концентрация вводимого в колонку сорбируемого пона. Наконец, изменение степени диссоциации веществ путем изменения pH среды является одним из важнейших факторов, позволяющих создавать условия, благоприятные для сорбции и вытеснения ионов. Нельзя не отметить значения свойств растворителей, которые оказывают влияние и на константу ионного обмена, и на степень диссоциации веществ. Рациональный выбор условий проведения сорбционных процессов позволил, как будет показано дальше, построить ряд эффективных методов выделения и очистки антибиотиков. [c.73]

Для извлечения из бедной рапы, например карабогаз-ских рассолов, содержащих только 10—50 мг/л Ы, мы считаем перспективными предложенные нами ионообменники на основе термически модифицированных диоксидов марганца и титана. Установлено, что катионы N3+ и Mg2+ не препятствуют сорбции ионов Ы+ и не налагают каких-либо условий на выбор состава или концентрации рассолов. Метод позволяет получать ЫгСОз с содержанием примеси На+<сО,1 мас.%. [c.210]

При выборе условий для хроматографирования белков учитывают изоэлектрическую точку и устойчивость белков. В изо-электрической точке р/ белок содержит одинаковое число катионных и анионных групп, и сорбция на гидрофильных ионитах минимальна. Эффективная сорбция происходит лишь при таком pH, который по крайней мере на одну единицу меньше (белок ведет себя как катион) или на одну единицу больше (белок ведет себя как анион) величины р/ при малой ионной силе раствора (например, ц=0,005—0,01). Поэтому в областирН<р/—1 белки можно хроматографировать на катионитах, а в области рН>р/-1-1 — на анионитах. Нижний предел pH, до которого можно применять сульфированные или фосфатированные катиониты, равен примерно pH 2, а верхний предел для анионитов составляет 9,5. Карбоксильные катиониты практически применимы в интервале pH 4—10, что ограничивает возможности их использования в хроматографии. Выбор ионита определяется устойчивостью данного белка в этих критических областях pH или другими достаточно важными соображениями. Изменение pH в направлении к изоэлектрической точке способствует десорбции. Однако часто для элюирования не требуется изменять выбранную величину pH в большинстве случаев достаточ [о повышать дискретно или непрерывно ионную силу элюирующих буферных растворов. [c.245]

Выбор величины и формы зерен ионита определяется его принадлежностью к группе пенабухающих или на0ухаюи1 пх сорбентов. Для пепа-бухающих сорбентов статические и кинетические характеристики сорбции возрастают с уменьшением размеров зерен, увеличением степени неровности их поверхности и увеличением их пористости. Для набухающих ионитовых смол форма зерен не оказывает существенного влияния на статические и кинетические характеристики ионного обмена и поэтому предпочтение отдается зернам сферической форлпэ , которая облегчает плотное заполнение фильтрационных колонн и в то жо время создает наиболее благоприятные условия для движения фильтруемой жидкости. Цвет ионита в большинстве случаев безразличен, особенно в процессах очистки неэлектролитов или концентрирования электролитов. Только в случае хроматографического разделения окрашенных ионов применение бесцветных ионообменных сорбентов удобнее, так как позволяет получать цветные хроматограммы. [c.23]

Тем не менее потребовался значительный период времени для детального выявления химизма процесса и исследования механизма влияния всех параметров системы па степень хроматографического разделения как основы рационального выбора условий проведения хроматографического опыта. Так, на примере смесей редкоземельных элементов было показано, что нитрат аммония как комплексообразующий компонент неподвижной фазы обеспечивает постоянство соотношений объемов подвижной и неподвижной фаз, а также линейность изотермы сорбции разделяемых веществ. Ко второму комплексообразующему компоненту системы, вводимому в подвижную фазу, предъявляется требование образования слабых комплексов с ионами редкоземельных элементов. В этом случае нитрат-ионы не вытесняются из внутренней координационной сферы комплексного сольвата. Было показано также, что наиболее эффективное разделение достц- [c.233]

Исследование количественных закономерностей равновесия, кинетики и динамики ионного обмена с учетом структуры ионитов и с использованием операционных методов решения задач и машинного способа расчетов приводит к возможности выбора и обоснования наиболее эффективных ионообменных методов, в частности режимов технологических процессов для гетерогенных ионообменных систем в реакторах с перемешиванием и в колоночных установках, а также для хроматографических элюцион-ных процессов. Использованные модели учитывают здесь диффузию ионов в растворе и в зернах ионитов, а также возникновение электрического потенциала при массообмене. Анализ медленной диффузии органических и других сложных ионов в сетчатых сополимерах и других пористых и проницаемых зернах сорбентов привел к установлению новых представлений о неравновесной динамике сорбции и хроматографии. С помощью критериальных зависимостей в этих случаях возможно установить условия перехода к процессам полного насыщения колонок сорбируемыми веществами и полному выходу десорбируемых веществ в зависимости от радиуса зерен сорбентов, скорости протекания растворов, коэффициентов диффузии, констант ионного обмена и высоты колонки. [c.3]

При сорбции катионов из растворов солей сильных кислот Н-формами карбоксильных катионитов происходит вытеснение Н-ионов из катионита, что ведет к торможению дальнейшего поглощения катионов вследствие понижения pH раствора. Для того чтобы иметь возможность исследовать сорбцию катионов Н-катионитом в нейтральной области, мы применили систему, состоящую из смеси Н-катионита и ОН-аиионита, погруженной в раствор, содержащий сернокислый стрептомицин. В этих условиях ионы водорода, переходящие в раствор из катионита, поглощаются анионитом. Для выбора анионита, обладающего большой скоростью поглощения Н-ионов, была определена скорость нейтрализации серной кислоты различными анионитами в ОН-форме. Из испытанных анионитов наиболее механически прочными оказались АН-2Ф и ЭДЭ-10. На рис. 1 представлена скорость нейтрализации 1 и. раствора серной кислоты. Из рисунка видно, что скорость нейтрализации кислоты анионитом ЭДЭ-10 превышает скорость нейтрализации анионитом АН-2Ф. Поэтому ЭДЭ-10 был выбран нами для проведения исследований. [c.179]

Расчеты показывают, что разделение наиболее эффективно, если процесс идет в условиях, близких к равновесным. Основное значение имеют, как показал ряд авторов (Самуэльсон, К. В. Чмутов, М. М. Сенявин), выбор элюента, марки ионита, скорости протекания, размеров колонки, величины зарядки колонки, температуры опыта. Доказано, что размер зерен ионита, в согласии с теорией, влияет на форму кривой элюирования. На более мелких частицах полоса делается более резко очерченной. Наиболее ответственным является выбор элюента. Как и в хроматографии на бумаге, большое влияние имеет оптимальное значение pH раствора и буфферирование. Выбор элюента должен обеспечить большую величину коэффициента разделения, который равен отношению коэффициентов распределения выделяемого иона между зернами ионита и раствором. Однако ограничения в этом случае накладываются возможным расширением кривой элюирования. Наиболее подходящими являются элюенты, обеспечивающие большой коэффициент разделения при средних значениях коэффициентов распределения. Выгодными для разделения являются возможности смещения равновесия вследствие образования комплексных анионов и их сорбции зернами ионитов в растворах слабых кислот. При образовании комплексных ионов знак иона можно изменить на противоположный, меняя концентрацию элюента (комплексообразователя). [c.160]

Более подробное описание элютивного процесса может быть дано с помощью теории неравновесной динамики сорбции. В основе всех существующих вариантов теории лежит предположение о линейности изотерм сорбции. Теория, как правило, ограничивается учетом лишь кинетических факторов, таких как диффузия внутри и вне зерна ионита, замедленность акта обмена. Гидродинамические явления (каналообразование, пристеночные эффекты) обычно не учитываются, хотя эти явления безусловно могут оказывать влияние на ход хроматографического процесса. С этой точки зрения представляет интерес тарелочная теория динамики, в которой все неравновесные факторы, включая и гидродинамические, неявно учитываются величиной ВЭТТ (см. 3 настоящей главы) эта величина, будучи определена по данным одного динамического эксперимента, может в дальнейшем использоваться для расчетов других экспериментов, если в последних будут поддерживаться постоянными некоторые стандартные условия — тип ионита и хроматографируемого иона, концентрация и состав элюента, линейная скорость протекания раствора, радиус зерна ионита. Практически единственное, что можно варьировать, не нарушая постоянства ВЭТТ, это размеры колонки (если только вариация последних не сопровождается резким изменением гидродинамических факторов). Очевидно, что рамки применимости тарелочной теории не слишком широки теория лишь облегчает выбор [c.317]