Сорбция карбоксильными смолами

Сорбция карбоксильными смолами [c.118]

Сорбция ионов водорода или поливалентных ионов металлов карбоксильными смолами в Ыа-форме приводит к резкому уменьшению объема ионита, к его сжатию. Это связано с уменьшением гидрофильности ионита вследствие поглощения противоионов, обладающих повышенной энергией взаимодействия с фиксированными ионами смолы. [c.83]

Сорбция катионов карбоксильными смолами отличается от сорбции катионов сульфосмолами прежде всего тем, что карбоксильные смолы в Н-форме не сорбируют катионов из кислых и нейтральных растворов, в то время как сульфокатиониты в любой форме способны сорбировать катионы из любых растворов. Неспособность карбоксильных катионитов [c.94]

Единственным объяснением того, что подобная сорбция в действительности не происходит или происходит очень медленно, является существование кинетических препятствий для сорбции катионов карбоксильными смолами в Н-форме. [c.95]

Предварительные опыты, поставленные нами по изучению сорбции белков карбоксильными смолами в Н-форме, показали, что сорбция в [c.96]

Рис. 7. Изотерма сорбции альбомицина карбоксильной смолой КМТ.

Рис. 8. Изотермы сорбции аминокислот на карбоксильных смолам

Несмотря на то, что смола КМТ в Н-форме характеризуется значительно большей пористостью, чем смола в На-форме, стрептомицин сорбируется со значительно большей емкостью на слабо набухающей смоле, находящейся в На-форме. Таким образом, однозначно отвергается и в случае сорбции стрептомицина малая пористость карбоксильных смол в Н-форме, как причина малой сорбируемости. [c.98]

Обмен ионов на набухающих ионитах с термодинамической точки зрения характеризуется изменением свободной энергии или термодинамического потенциала н результате переноса ионов из раствора в связанное с ионитом состояние и одновременного переноса эквивалентного количества ионов А, из ионита в раствор, а также некоторого количества растворителя из раствора в ионит или же в обратном направлении. Сорбция ионов водорода или поливалентных ионов металлов карбоксильными смолами приводит к резкому уменьшению объема ионита, к его сжатию. Это связано с уменьшением гидрофильности ионита после поглощения ионов, обладающих повышенной энергией взаимодействия с функциональными группами ионита. Во всех случаях сорбция иона, поглощающегося ионитом с большой избирательностью, сопровождается сжатием ионита. [c.11]

Емкость сорбции аминокислот су ль ф о-еМО л ой СНФ и карбоксильной смолой КФУ (в натриевой форме) из водного и водноацетонового раствора [c.35]

Появившиеся в последнее время работы, в которых предлагается использовать карбоксильные смолы в водородной форме для сорбции ряда органических веществ (белков, витамина В12), ставят проблему теоретического исследования сорбции ионов карбоксильными смолами в виде кислоты. [c.37]

В чем Ж6 причина малой сорбируемости ионов натрия Один из ответов следует искать в равновесных характеристиках процесса обмена. При обмене ионов металлов с ионами водорода, находящимися на ионите, происходит переход ионов водорода в раствор, т. е. подкисление раствора, в результате чего, в полном соответствии с кривой потенциометрического титрования, должен прекращаться процесс ионного обмена. Подобных затруднений, понятно, не наблюдается при использовании щелочных растворов для сорбции металлов или других ионов карбоксильными смолами в водородной форме, так как в этом случае ионы водорода в растворе нейтрализуются. [c.38]

Далее сорбция стрептомицина протекает быстро уже через набухшую смолу. Однако дальнейшие исследования отвергли эту точку зрения [44, 45]. Для выяснения ирй йны, объясняющей малую скорость сорбции катионов Карбоксильными смолами в водородной форме, были поставлены опыты по сорбции стрептомицина на двух образцах карбоксильного катионита КМТ, синтезированных Ваншейдтом, Охрименко и Туник. Один образец, полученный с очень большим количеством сшивающего агента, в натриевой форме имел коэффициент набухания 1.5, а другой, полученный с чрезвычайно малым количеством сшивающего агента, в водородной форме имел коэффициент набухания 4.4. Сорбция стрептомицина в первом случае осуществлялась на очень сильно сшитом малопористом ка- [c.39]

Можно было предположить, что малая скорость сорбции катионов Н-карбоксильными смолами объясняется малой скоростью диффузии ионов водорода нз зерна в раствор в связи с небольшой равновесной их концентрацией внутри ионита, которая объясняется причинами, изложенными выше. При малом градиенте концентрации ионов водорода в направлении их перемещения поток ионов водорода должен быть мал в соответствии с уравнением Фика [c.40]

При введении фосфата натрия в раствор, из которого осуществлялась сорбция стрептомицина карбоксильной смолой в водородной форме в присутствии ОН-анионита, резко возрастает скорость сорбции стрептомицина (рис. 15). В контрольном же опыте с добавкой сульфата натрия сорбируемость повысилась значительно меньше. Особенно заметна эта разница, если рассматривать не максимально достижимую емкость сорбции, а именно скорость сорбции стрептомицина. При добавлении фосфата натрия максимальное насыщение сорбента стрептомицином достигается в течение десятков минут, в то время как при добавке сульфата процесс сорбции длится десятки часов. Еще нагляднее это видно из опытов, поставленных в динамических условиях. В табл. 3 показано, что стрептомицин хорошо сорбируется из буферных растворов и практически совсем не сорбируется в тот же промежуток времени из раствора, содержащего сульфат натрия. [c.41]

Емкость сорбции стрептомицина карбоксильными смолами КМТ и КБ-4-П2 в водородной форме из буферного раствора и раствора, содержащего сульфат натрия [c.41]

Другой способ осуществления сорбции ионов из раствора на водородной форме карбоксильных смол состоит в сорбции диполярных ионов. Как было отмечено в предыдущем разделе, при сорбции диполярных ионов Н-катионитами не [c.41]

Рис. 16. Изотерма сорбции альбомицина карбоксильной смолой КМТ в водородной форме.

Более того, своеобразный механизм сорбции диполярных ионов приводит здесь также к особой форме изотермы сорбции, имеющей вид уравнения (I, 23). Как видно из рис. 16, емкость сорбции аминокислот из растворов, не содержащих других конкурирующих при сорбции ионов, зависит от концентрации аминокислоты в растворе. В соответствии с этим некоторые диполярные ионы сорбируются Н-карбоксильными смолами из разбавленных растворов с небольшими емкостями. [c.42]

Выделение, очистка и разделение веществ сорбционными методами может быть осуществлено в виде статического процесса, когда в системе устанавливается равновесие между растворенным веществом на взвешенном в растворе адсорбенте, и в виде динамического процесса или процесса, осуществляемого в сорбционных колонках. Оба метода широко применяются для аналитического и препаративного разделения и выделения антибиотиков, а также в производстве последних. Наиболее известным процессом первого типа является адсорбция стрептомицина из культуральной жидкости на активированном угле. Ко второму типу относится распространенный процесс сорбции того же антибиотика на карбоксильных смолах. В настоящее время процессы первого типа ( статические ) в подавляющем большинстве случаев уступают место колоночным процессам. Это объясняется рядом причин, из которых две Являются решающими, а именно увеличением емкости сорбции веществ при переходе от статического процесса к динамическому [1] и возможностью значительного усиления разделяющей способности сорбционного метода при переходе к динамическому процессу. Эффективность последнего равна эффективности серии сорбционных одноактных процессов, повторенных сотни, а иногда и многие тысячи раз, подобно тому как метод ректификации разделения жидких смесей значительно более эффективен по сравнению с простой перегонкой. [c.54]

Все применяемые для сорбции антибиотиков материалы могут быть отнесены к одному из следующих классов к молекулярным адсорбентам, минеральным ионитам или к ионообменным смолам. Среди последних наибольшее значение имеют карбоксильные смолы и сульфокатиониты, а также аниониты различной степени основности. Катиониты, содержащие остатки фосфорной кислоты, а также специфические сорбенты, способные к комплексообразованию, и некоторые [c.89]

Способность белков сорбиро- Рис. 4. Изотерма сорбции аланина сульфо-ваться карбоксильными смола- смолой СДВ-3 из нейтральных растворов, ми в Н-форме [И] приводит к предположению, что эти кинетические препятствия отсутствуют при сорбции белков и других диполярных ионов. [c.95]

Как было показано ами [12], альбомицин [13, 14] в нейтральных водных растворах находится в форме диполярных ионов. Сорбция альбо-мицина изучена на карбоксильной смоле КМТ (/Снаб=2,15 в Н-форме, [c.95]

В полном соответствии с теорией сорбции диполярных ионов белки сорбируются с большей емкостью карбоксильными катионами в Н-форме по сравнению с карбоксильными катионитами в На-форме, имеюши-лш примерно ту же внутримолекулярную пористость. При этом не наблюдалось сцецифических затруднений для поглощения белков на карбоксильных смолах в Н-форме по сравнению с их сорбцией на смолах в Ка-формах. [c.97]

Изложенные результаты работ по изучению сорбции диполярных ионов карбоксильными смолами в Н-форме отвергают концепцию Л. Ф. Яхоитовой, Е. М. Савицкой и Б. П. Брунса [15—17] о малой пористости карбоксильных смол в Н-форме как причине медленной сорбируемости ионов подобными смолами. При равной степени набухания специально синтезированных карбоксильных смол КМТ в Н- и Ма-формах сорбция больших ионов — белков, протекает только па смолах в Н-форме. Болес того, один и тот же катионит КМТ поглощает другой тип диполярных ионов — антибиотик альбомицин (вещество с молекулярным весом 1300), только находясь в Н-форме, и совсем не поглощает этот антибиотик, находясь в Ма-форме, хотя при переходе в солевую форму степень набухания смолы резко возрастает. Таким образом, связывать малую сорбируемость ионов карбоксильными смолами в Н-форме исключительно с малой степенью набухания этих смол пе представ-. 1ЯСТСЯ возможным. В связи с этим возникла задача, с одной стороны, выяснить, действительно ли в специальном случае — при сорбции стрептомицина— именно малая пористость карбоксильных смол в Н-форме определяет малую сорбируемость, и, с другой стороны, дать объяснение исчезновения кинетических препятствий при сорбции диполярных ионов карбоксильными смолами в Н-форме. [c.97]

Для объяснения противоречащего кривым потенциометрического титрования факта малой сорбируемости катионов (не только больших, но и малых размеров), а также и для объяснения причин сорбируемости диполярных ионов карбоксильными смолами в Н-форме достаточно предположить, что наиболее замедленным процессом в системе сорбционных процессов является не диффузия сорбируемых ионов, а диффузия десорбируемых с карбоксильных смол ионов водорода. Действительно, в соответствии с кривыми потенциометрического титрования (рис. 5) равновесная концентрация ионов водорода в зерне смолы должна быть ничтожно малой. Следовательно, поток ионов водорода из зерна в. раствор должен быть мал в связи с малым градиентом концентрации.. В соответствии с этим становится понятным и наблюдавшееся явление [15—17] увеличения емкости по стрептомицину карбоксильных смол в Н-форме при добавлении к раствору солей натрия. Кривые потенциометрического титрования при этом смещаются (рис. 5) и равновесная концентрация водорода в зернах смолы повышается, что приводит к увеличению скорости диффузии ионов водорода из зерен ионита в раствор. Кроме того, подобное явление в известной мере может быть связано и со смещением равновесия в трехкомпонентной системе сорбируемых ионов. Наконец, увеличение емкости карбоксильных смол в Н-форме при добавлении конкурирующих ионов натрия мы наблюдали также при сорбции ионов лантана. Не останавливаясь на дальнейшем анализе малой сорбируемости катионов карбоксильными катионитами в Н-форме,. отметим лишь, что сама постановка проблемы в связи с размерами ионов была ошибочной, так как впервые она возникла при изучении сорбции ионов малых размеров — ионов металлов. [c.98]

Самсонов Г. В.. Влияние степени набухания ионообменных смол на избирательность сорбции ионов ауреомицина, террамицина и стрептомицина катионообменными смолами, Коллоидн, журн,. 18, 592 (1956), Самсонов Г, В,, Б р е с с л е р С, Е,. Оатика и динамика об.мена ионов стрептомицина с иона ги металлов и ионами водорода на карбоксильных смолах, Коллоидн. журн., 18, 37 (1956 . [c.320]

Карбоксильные смолы отличаются от сульфосмол пониженной ионизацией функциональных групп. Полная ионизация в смолах этого типа происходит при значениях pH, превышающих 8—9, а сколько-нибудь заметная ионизация имеет место при pH выше 5. Вместе с тем даже из нейтральных растворов при pH около 7, когда примерно половина карбоксильных групп ионизирована, ионы металлов за ограниченное время сорбируются из небуферных растворов в ничтожно малых количествах. Это явление было объяснено малой скоростью диффузии ионов водорода из зерен карбоксильных смол в раствор [7]. Сорбция диполярных ионов катионитами в водородной форме, как отмечалось выше, протекает с перезарядкой ионов и превращением их в катиониты на сорбенте. В связи с этим при сорбции диполярных ионов карбоксильными смолами в водородной форме отсутствует наиболее замедленный акт — диффузия ионов водорода из зерна ионитов в раствор. Однако в случае карбоксильных смол в водородной форме возникает второе кинетическое препятствие — малая степень набухания ионита и, следовательно, малая степень пористости, зависящая от слабой сольватации неионизированных функциональных групп па сшитых сорбентах. Эта причина замедления сорбции цвиттерионов может быть преодолена путем синтеза слабосшитых карбоксильных смол, например, при сополимеризации метакри-ловой кислоты с 0,5—1% дивинилбензола. Еще лучший результат в отношении повышенного набухания карбоксильных смол в водородной форме наблюдается при использовании в качестве сшивающего агента не дивинилбензола, а других кроссагентов, содержащих полярные группы в молекуле. Удачной смолой такого типа оказался катионит КМТ, представляющий собой сополимер метакриловой кислоты и триазина. Емкость сорбции диполярных ионов пористыми карбоксильными смолами в водородной форме определяется уже не кинетическими, а равновесными причинами. Емкость сорбции цвиттерионов катионитами в водородной форме в соответствии с процессом, описываемым уравнением (1), зависит от концентрации в отсутствие конкурирующих ионов по уравнению Лэнгмюра [c.191]

Здесь мы наблюдаем в общем ту же закономерность для большей части белков. Однако вместе с тем у-глобулин приобретает на смоле КМТ некоторую способность сорбироваться и на натриевой форме, в то время как инсулин и трипсин сорбируются на солевой форме карбоксильной смолы со значительно пониженной емкостью по сравнению с их сорбируемостью на водородной форме. Особенно заметное отличие от сорбции на сульфосмолах проявляется у трипсина, который совершенно не сорбируется на натриевой форме карбоксильного катионита КМТ. Это явление следует сопоставить с исключительно высокой энзиматической специфиностью трипсина. По-видимрму, именно она и проявляется в межмолекулярном взаимодействии со смолами различного строения. [c.194]

Емкость сорбции гидролизатов белков сульфосмолой Дауэкс 50 и карбоксильной смолой КМТ —3,6) [c.196]

Карбоксильная смола Амберлит ШС-50, являюш,аяся сополимером метакриловой кислоты и дивинилбензола, по-видимому, благодаря наличию в ее структуре в основном алифатической цепи и лишь небольших включений ароматических ядер в сшиваю-ш,ем агенте, проявляет полную обратимость сорбции по отношению к многим основным и некоторым нейтральным и кислым белкам. Этот сорбент используется при хроматографии белков в виде очень сильно измельченного порошка с размерами зерен до 200—400 меш. Уменьшение размера зерен приводит к повышению емкости сорбции белков и обострению границ зон компонентов в соответствии с теорией хроматографии. [c.199]

Наиболее пригодны для очистки рассола карбоксильные смолы марок КБ-2, вофатит С и КМТ, хорошо поглощающие ионы кальция и магния. Катионит КБ-2 получают сополимери-зацией метилового эфира акриловой кислоты и дивинилбензола, катионит КМТ — сополимеризацией метакриловой кислоты и гексагидро-1,3,5-триакрилтриазина. Повышение температуры очистки способствует увеличению скорости обмена ионов, благодаря чему интенсифицируется сорбция примесей из рассола. [c.58]

Емкость сорбции антибиотиков ионообменными смолами существенно зависит от степени набухания ионитов. При увеличении количества сшивающего агента у анионита амберлита IR-400 в 8 раз емкость сорбции пенициллина уменьшается в 32 раза. Аналогичная зависимость наблюдается при изучении сорбции стрептомицина карбоксильными смолами КФУ, КМТ, КМД и др. Более резко меняется емкость сорбции антибиотиков групп тетрациклина на суль-фосмолах при изменении степени набухания последних. В интервале коэффициентов набухания 1.2—5 емкость сорбции ауреомицина возрастает в несколько десятков раз. Можно полагать, что большие ионы органических соединений проникают в глубь зерен ионитов в известной степени за счет диффузии по макропорам. Это подтверждается, например, тем, что измельчение зерен ионитов приводит к увеличению емкости сорбции стрентомрщина [11]. [c.9]

Б ряде случаев эффект изменения емкости сорбции при разбавлении оказывается исключительно большим. Так, при разбавлении в 10 раз раствора, содержащего солянокислый стрептомицин (трехзарядные ионы стрептомицина) и поваренную соль, емкость поглощения стрептомицина пермути-том или карбоксильной смолой КФУ возрастает примерно во столько же раз [4, 9]. [c.22]

Прежде всего необходимо отметить, что длительное время считали естественным отсутствие сорбирующей способности у такого рода смол в связи с малой степенью их их5низации в форме кислот. Действительно, если пропускать через колонку, содержащую карбоксильный катионит в водородной форме, раствор неорганической соли, например поваренной, то сорбции ионов натрия, их обмена на ионы водорода, происходить заметным образом не будет. Это было понятно и не вызывало сомнений. Однако сравнительно простой анализ кривых потенциометрического титрования карбоксильных смол приводит к результату, находящемуся в про- [c.37]

Иной метод нейтрализацип ионов водорода в растворе при сорбции ионов металлов на карбоксильных смолах в водородной форме предложили Яхонтова, Савицкая и Брунс (41]. В раствор, из которого осуществлялась сорбция катионов. Они вводили, помимо карбоксильной смолы В водородной форме, также анионит в основной форме. Процесс сорбции сводится к следующему [c.38]

Рис. 15. Возрастание емкости сорбции стрептомицина на водородной форме карбоксильной смолы КМТ при добавлении NaaSOi-

Доказательством того, что диффузия ионов водорода, как правило, является наиболее замедленным процессом, служат эксперименты, в которых сорбция катионитов карбоксильными смолами в водородной форме протекает с большой скоростью в условиях, когда диффузия ионов водорода из зерна отсутствует (в ш,ечочных и буферных растворах, а также при сорбции диполярных ионов или слабых амоков). [c.41]

Малая обменная емкость пермутита по отношению к стрептомицину, связанная с малой степенью набухания этого сорбента и его малой пористостью, вызвали необходимость поисков иных типов сорбирующих материалов, которые могли бы поглощать значительно большие количества стрептомицина. В связи с сильноосновным характером стрептомицина такими материалами могут являться катионообменные смолы как сильиокислотного, так и ела бокислотного типа. Обладая значительной гидрофильностью и регулируемой при синтезе пористостью, некоторые из этих сорбентов способны поглощать стрептомицин в количестве, превосходящем вес сухой смолы. Однако в силу того, что стрептомицин необратимо сорбируется с сульфосмолами, только карбоксильные катиониты используются для его сорбции с целью выделения и очистки. Карбоксильные катиониты в отличие от сульфосмол сорбируют стрептомицин обратимо. При десорбции растворами кислот с большинства карбоксильных смол удается вытеснить 90—100 /о стрептомицина. [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология