Иониты, применяемые при разделении металлов различных групп

Ионный обмен — это процесс, в котором твердый ионит реагирует с раствором электролита, обмениваясь с ним ионами. Такой обмен происходит в природе, в живом организме ионообменные процессы имеют важное значение и в технике, где иониты применяют для очистки растворов, для улавливания ценных металлов, для разделения различных веществ. Иониты используют в аналитической, биологической и препаративной химии они являются катализаторами многих органических реакций. Возможность ионитов влиять на органические реакции обусловлена наличием в них подвижных ионов или ОН", поэтому иониты могут быть использованы вместо растворенных электролитов в жидкофазных реакциях кислотно-основного катализа. Существенное отличие катализа ионитами от истинного гомогенного катализа в свободном растворе состоит в том, что реакция происходит в ионите и, таким образом, связана с диффузией веществ в ионит и продуктов реакции — из ионита. Кроме того, на реакцию может влиять каркас ионита и ионогенные группы, закрепленные в нем [c.142]

Сравнительно недавно стали применять закомплексованные формы хелатообразующих сорбентов для разделения лигандов. Вследствие стерических препятствий внутренняя координащюнная сфера иона металла при взаимодействии с хелатообразующими группами сорбента не заполняется полностью донорными атомами этих групп. Свободные координащюнные места иона металла могут заполняться молекулами растворителя или другими, находящимися в растворе лигандами, которые могут легко обмениваться на различные лиганды. [c.248]

Производство цветных и редких металлов. В производствах редких и благородных металлов, представляющих одну из самых молодых и одну из древнейших отраслей техники, ионообменные процессы используются не только для концентрирования и разделения металлов, но и для их перевода из одной химической формы в другую. Иониты позволяют выполнять эти операции с наименьшими потерями высокоценных металлов и лучшим образом обеспечивать требования к их чистоте. В промышленности тяжелых цветных металлов (медь, никель, кобальт, цинк, олово и др.) методы ионообменного синтеза применяются в сочетании с извлечением металлов из растворов различного происхождения поглощенные ионы обычно десорбируют в форме сульфатов, фильтраты направляют на электролитическое выделение металлов. Нередко ионообменный синтез используют и в качестве самостоятельного приема — при получении соединений этих металлов как продуктов. Во втором разделе приведены конкретные примеры, охватывающие почти все элементы этой обширной группы. [c.111]

Наиболее широко в технологии редких металлов ионный [ обмен применяют для разделения лантаноидов. Лишь с освое-> нием этого метода удалось получить количества индивидуальных 1 редкоземельных металлов, достаточные для изыскания возможностей их технологического применения. При пропускании раствора смеси солей РЗЭ через колонку, наполненную катионитом, происходит частичное разделение благодаря различной способности к ионцому обмену. Ионообменное разделение основано на том, что постепенное уменьшение радиуса иона (и соответствующее понижение основности) приводит к постепенному упрочнению связи с гидратной оболочкой. Поскольку в основе прочности связывания катионов с анионными группами ионообменников лежит, по-видимому, электростатическое притяжение гидратированного катиона к отрицательной группировке, то оказывается чем больше радиус гидратированного иока, тем менее прочно он связывается. В ряду РЗЭ, таким образом, ряд сродства к катиониту имеет вид Ьа +>Се2+>Рг2+>. .. >0у + > >уз+>НоЗ+>. .. >ЬиЗ+>5сЗ+. [c.168]

Для устранения влияния первой группы ионов широко используют методы предварительного разделения. Так, в анализе сточных вод часто применяют окислители или реагенты, образующие с мешающими ионами труднорастворимые или слабо-диссоциированные соединения. Эффективны и методы дистилляции, что было показано на примере определения хлорид-ионов в присутствии иодида и бромида. Разделить с достаточной точностью различные фосфорсодержащие анионы или смесь галогенидов, оксигалогенидов и псевдогалогенидов можно хроматографическим методом. Для разделения металлов успешно применяют экстракцию. Нивелировать мешающее влияние ионов, снижающих активность потенциалопределяющего иона за счет образования с ним химических соединений, удается введением в анализируемый раствор комплексообразователей, связывающих мешающий ион в комплекс более прочный, чем комплекс этого иона с определяемым. [c.53]

Условие 1 не создает слишком больших затруднений. Для большинства металлов легко удается получить соединение требуемой степени чистоты (будь то окисел пли галогенид). Если хотят ограничиться общепринятыми до недавнего времени химическими методами, то весь ма затруднительно разделение пар 2г—И , ЫЬ—Та, Мо—XV и прежде всего группы редкоземельных элементов. В последнее время эти трудности преодолены применением двухфазной жидкостной экстракции или ионного обмена. Принципиально наряду с окислом в качестве исходного вещества можно взять также галогенид или сульфид. Но поскольку получить эти соединения, как правило, труднее, чем окисел, то нет смысла предпочитать их окислу, особенно потому, что область применения различных исходных веществ примерно одинакова — изменение свободной энергии на 1 моль газа несколько больше для хлорида восстановление водородом хлорида титана еще возможно, но практически более не применяется. [c.342]

В литературе описан ряд методик работы с ионитами, синтезированными по мерке . Регулируя пористость, можно получить сорбенты, работающие по принципу молекулярных сит. Неорганические катионообменники шабазиты применяют для разделения метил-, диметил- и триметиламинов, а ионообменные смолы — для разделения органических красителей. Меняя функциональные группы в полимерной матрице, можно получить иониты с самыми различными свойствами. Хелатообразующие полимеры применяют в хроматографии для разделения ионов металлов, аниониты в бисульфитной форме — для разделения альдегидов, а полимеры с восстанавливающими группами — электронообменники, окислительно-восстановительные смолы — для восстановительной хроматографии. В этих примерах ионообменная хроматография выступает в качестве общего хроматографического метода, в котором используются взаимодействия между макромолекулярными соединениями и низкомолекулярными компонентами. [c.244]

ИОНИТЫ — твердые, практически нерастворимые в воде и органических растворителях вещества, способные обце-нивать свои ионы на ионы раствора. Sto природные или синтетические материалы минерального или органического происхождения. Подавляющее большинство современных И.— высокомолекулярные соединения с сетчатой или пространственной структурой. И. делят на катиониты (способные обменивать катионы) и аниониты (обменивают анионы). Катиониты содержат сульфогруппы, остатки фосфорных кислот, карбоксильные, оксифениль-ные группы, аниониты — аммониевые или сульфониевые основания и амины. Обменную емкость И. выражают в миллиграмм-эквивалентах поглощенного иона на единицу объема или на 1 г И. Природные или синтетические И.— катиониты — относятся преимущественно к группе алюмосиликатов. Аниониты — апатиты, гидроксиапатиты и т. д. Метод ионного обмена очень широко используется в промышленности и в лабораторной практике для умягчения или обессоливания воды, сахарных сиропов, молока, вин, растворов фруктозы, отходов различных производств, удаления кальция из крови перед консервированием, для очистки сточных вод, витаминов, алкалоидов, разделения металлов и концентрирования ионов. И. применяют как высокоактивные катализаторы в непрерывных процессах и т. п. [c.111]

Различают два класса ионообменников катиониты и аниониты. Первые содержат фиксированные ионообменные группы кислотного характера, как сульфогруппу, карбоксильную группу или др. Активными являются ионы водорода кислотных групп. Если ионообменник содержит группы одного типа, его называют монофункциональным. Для различных тонких разделений металлов применяют монофункциональные ионообменники. Если необходимо извлечь значительные группы компонентов, тогда часто применяют иониты, содержащие ионообменные группы различного характера такие иониты называют полифунк-циональными. [c.50]

Можно думать, что разделение металлов на две группы катализаторов обусловлено в значительной степени требованием определенного соотношения донорно-акцентор-ного и дативного эффектов, необходимого для каждой реакции. В случае нуклеофильных реакций присоединения по С=С-связи и электрофильных реакций замещения по = С—Н-связи, т, е. для полярных (часто ионных) реакций А-группы необходимо создание -Ьб на С-атомах ацетилена при некотором разрыхлении связи С = С или, соответственно, =С—Н-связи, причем более слабые по акцепторным свойствам катализаторы могут применяться в реакциях присоединения сильных нуклеофильных реагентов. Активация, характеризуемая такими эффектами, наблюдается в я-комплексах I типа, образуемых металлами конца переходной серии (I и II подгруппы), имеющими в различных солях и комплексах относительно большой эффективный положительный заряд (например, XLVII) [c.186]

Экстракцию можно иопользовать либо для разделения, либо с Целью концентр ирования. Требуемая селективность разделения может значительно изменяться в зависим ости от метода опр-еде-ления. Е Сли определение является высокоизбирателшым, то достаточно применить экстрактивное групповое разделение. Например, если ДЛЯ определения Со, Си, Ре, N1, РЬ я 2п в морской воде используется метод ато-мной абсорбции, который является исключительно селективным, то достаточно с помощью экстракции отделить всю группу этих элементов от натрия и магния, ионы которых преобладают в Морской воде. Если же селективность определения низка, то -избирательность предшествующей экстракции должна быть более высокой. Это типично, например, для многих спектрофото-М етрических методов, так как часто наблюдается некоторое перекрывание полос поглощения, принадлежащих комплексам различных металлов с определенным реагентом. [c.214]

Для разделения ионов на группы применяют различные методы 1) осаждение в виде малорастворимых соединений 2) избирательную адсорбцию 3) восстановление металлов в соответствии с их индивидуальными потенциалами 4) экстракцию 5) комплек-сообразование и т. д. [c.8]

Приемник, где пятна окрашивались в следующие цвета (порядок перечисления соответствует возрастанию Си + темно-коричневый, РЬ + коричневый, желтый, ВР+ коричнево-черный и Нд2+ коричнево-черный. Разделение ионов тяжелых металлов (таллия, меди, свинца, мышьяка, кадмия, сурьмы, висмута и ртути), производимое при судебных экспертизах, исследовалось Кюнци и сотр. [12, 13]. На том же адсорбенте, что и в работе [2], с применением различных комплексообразующих реагентов и органических растворителей, обнаружено, что наилучшим растворителем является смесь 100 мл бензольно-ацетонового раствора (3 1), насыщенного винной кислотой и 6 мл 10 %-ной азотной кислоты. Однако в этом растворителе пятно ртути может налагаться на пятно висмута и пятно свинца налагается на пятно меди, а кадмий дает три пятна. С помощью смеси метанол—ацетонитрил—азотная кислота (пропорции не указаны) можно селективно отделить таллий (i 0,72) от остальных ионов, которые перемещались с фронтом или вблизи фронта растворителя. Отмечается [2, 12, 13], что не следует обращать внимание на абсолютные значения Rj, так как они зависят от состава разделяемой смеси. Для оценки результатов важны только относительная последовательность пятен ионов и их цвет после опрыскивания различными обнаруживающими реагентами. С растворителем Кюнци пятна разделяемых ионов располагаются в следующей последовательности Hg>Bi> Sb> d>As>Pb> u>Tl. Некоторые цветные реакции для различных ионов этой группы указаны в табл. 33.1. Сотрудники Кюнци применили разработанный метод для решения практических задач по количественному определению содержания некоторых металлов, например мышьяка в муке, таллия в крови, ртути в моче и мышьяка и кадмия в чае. Для количественной оценки размеры полученных пятен сопоставляли с размерами пятен при работе со стандартными растворами. Стандартное отклонение при определении содержания мышьяка и кадмия в чае составляло 10%, а при определении ртути в моче —0,5 мг-7о причем для проведения анализа требовалось всего 3 ч, в то время как анализ электролитическим методом занимал 12 ч, а стандартное отклонение для последнего метода составляло 0,4—0,5мг-%. [c.481]

Если сильнощелочные анионообменные смолы насытить каким-нибудь хелатообразующим органическим реагентом, смола действует как катионообменник, содержащий активные центры для образования комплекса, и тогда можно количественно разделить ионы различных металлов. Причина этого явления состоит в том, что только некоторые из функциональных групп полифункциональных органических комплексообразователей (взятых в избытке) присоединяются к анионообменным смолам оставшиеся хелатообразующие группы свободны для ионов металла, вносимых в колонку. Однако органический реагент в большей или меньшей степени насыщает первоначальные функциональные группы анионообменной смолы и этим уменьшает ее анионообменные свойства [76, 392, 394]. Например, Самуэльсон [393] применял анионообменную смолу, предварительно обработанную ЭДТА, для разделения щелочных и щелочноземельных металлов. При рН>7 щелочноземельные металлы образуют прочные комплексы с ЭДТА, и поэтому они удерживаются количественно на смоле. Щелочные металлы, наоборот, не реагируют с ЭДТА и поэтому проходят сквозь колонку. [c.94]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология