Образование резких границ зон ионов

Для того чтобы второй этап избирательного извлечения веществ на сорбционной колонке протекал успешно с выделением всего сорбированного вещества с заметной концентрацией, десорбция должна проводиться также в условиях образования резкой границы зон ионов. [c.119]

Практически выгодные процессы нейтрализации осуществляются в условиях образования резких границ зон ионов. Экспериментально показано [124], что нейтрализация кислотных растворов протекает с большой поглотительной способностью на анионитах (в основной форме), содержащих как слабоосновные, так и сильноосновные группировки. Наличие большого числа слабоосновных группировок в количествах до 7—8 мг-экв/г, не достижимых для сильных анионитов, позволяет реализовать высокую сорбционную емкость, в то время как включение сильноосновных группировок способствует созданию резкой границы зон ионов. [c.77]

При разработке препаративных ионообменных методов выделения и разделения веществ уравнения изотермы ионного обмена используются для оценки избирательности сорбции и для анализа закономерностей динамики колоночного процесса прежде всего с целью выявления условий образования резких границ зон ионов в рамках равновесной динамики и с учетом кинетики в рамках неравновесной динамики, что позволяет предсказать условия полного насыщения колонки выделяемым веществом, полной десорбции и получения элюата с высокой концентрацией. [c.83]

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]

Рассматривая вид подобных изотерм, мы приходим к заключению, что изотерма —с., выпуклая от оси концентраций, имеет место при KJ (у) 1. Вогнутая от оси концентраций изотерма наблюдается при условии KJ (у) 1. Принимая во внимание уравнение (4. 10), можно, таким образом, заключить, что для образования резких границ зон ионов при условии, что в уравнении (4. И) в качестве первого типа ионов рассматриваются вводимые в колонку ионы — ионы вытеснителя, необходимо выполнение условия [c.152]

Для того чтобы сорбция органических многовалентных ионов протекала в колонке с образованием резкой границы зон ионов, необходимо, чтобы при обмене разновалентных ионов выполнялось условие Со. < Ввиду того что процессы выделения и очистки осуществляются с использованием относительно разбав- [c.155]

Крупномасштабный процесс препаративного фронтального выделения ионов п соответствующих электролитов возможен лишь при выполнении критериев образования резких границ зон ионов (4. 12), (4. 16) и (4. 22). Масштабирование колонок по высоте, как это схематически изображено на рис. 4.1, показывает увеличение концентрации вещества в элюате при переходе к колонкам большей высоты. При невыполнении требований критериев обострения границ зон ионов и обращении условий (4. 12), (4. 16) и (4. 22) увеличение масштабов колонок приводит к прогрессирующему [c.156]

При введении ряда конкурирующих за активные центры на ионите противоионов происходит взаимное вытеснение компонентов. Если конечное равновесное распределение этих веществ в колонке определяется соотношением парных коэффициентов избирательности, то их движение непосредственно за фронтом первоначально сорбируемых и вытесняемых противоионов зависит от условий образования резких границ зон ионов. Удобнее всего проследить решающую роль этой зависимости в трехкомпонентном ионном обмене, при введении в колонку раствора, содержащего два типа разновалентных обменивающихся ионов [328]. [c.159]

Образование резких границ зон ионов является важнейшим, можно сказать фатальным, условием для создания реалистических [c.163]

Это условие и определяет образование резкой границы зон ионов. Точно так же можно показать, что при размывание границы зон ионов происходит в случае, когда [c.70]

Таким образом, может наблюдаться как образование резкой границы зон ионов, так и размывание границы в зависимости от концентрации электролита в исходном растворе, вводимом в колонку (в зависимости от концентрации ионов-вытеснителей). Согласно уравнениям (И, 34) и (II, 35), для каждой системы два иона—ионит существует некоторая критическая концентрация [c.70]

Общие условия образования резкой границы зон ионов могут быть представлены следующим образом [c.71]

Не менее важно осуществлять десорбцию стрептомицина также с образованием резкой границы зон ионов, так как иначе не достигается ни высокая концентрация стрептомицина в элюате, ни полнота десорбции. В соответствии с теорией динамики ионообменных процессов для вытеснения трехвалентных ионов стрептомицина одновалентными ионами натрия или двухвалентными ионами кальция необходимо, чтобы Сд было больше с,.р. Согласно результатам, приведенным в табл. 7, это не выполнимо для ионов кальция и может быть осуществлено при вытеснении ионов стрептомицина ионами натрия. Для образования резкой зоны ионов концентрация натрия в элюирующем растворе должна [c.116]

Вытеснительная хроматография и образование резких границ зон ионов [c.245]

Образование резких границ зон ионов [c.282]

Таким образом, при обмене ионов разной валентности может наблюдаться как образование резкой границы зон ионов, так и [c.286]

Как было показано при анализе законов образования резких границ зон ионов, при фронтальном процессе обмена ионов равной валентности выгодно проводить процессы как поглощения определенного числа ионов, так и десорбции ионов с колонки для систем с коэффициентами избирательности ионного обмена большими единицы [уравнения (2. 38) и (2. 39)], если в качестве первого компонента в соответствующих уравнениях изотермы рассматривать ион-вытеснитель. [c.287]

Для того чтобы сорбция многовалентных органических ионов протекала успешно с образованием резкой границы зон ионов, необходимо, чтобы при обмене разновалентных ионов выполнялось условие с < с р. Ввиду того что сорбция ионов органических веществ проводится обычно из разбавленных растворов (с — мало), динамический процесс поглощения многовалентных ионов органических веществ протекает как и при поглощении одновалентных органических ионов без проскока сорбируемых веществ через колонку в течение длительного периода времени. [c.289]

Образование резкой границы зон ионов характеризуется для гранульных сорбентов безразмерным критерием X [c.114]

Изложенные соображения позволяют предсказывать условия наилучшей сорбции ионов из растворов, с образованием резкой границы зон ионов, когда размывание переднего фронта сорбируемого вещества минимально. Задача нахождения условий обострения границ зон ионов была решена Г. В. Самсоновым [10] для большого количества практически важных случаев хроматографического разделения ионов вытеснительным методом. [c.124]

Опережая дальнейшее изложение проблемы, отметим, что для практически целесообразной замены ионов в ионообменной колонке Необходимо осуществлять процесс в условиях образования резких границ зон ионов. Для медленного протекания раствора образование резких границ зон ионов в случае обмена ионов равной валентности определяется константой ионного обмена К > 1). В рассматриваемом случае константа ионного обмена =0.333, что предопределяет возникновение резкой границы только для замены ионов калия на ионы натрия. При больших скоростях протекания раствора критерии образования резких границ зон ионов зависят не только от констант ионного обмена, но и от кинетических характеристик процесса, а также от геометрических особенностей системы, что подробно рассматривается далее в разделах, посвященных динамике ионного обмена. В качестве легко реализуемого процесса замены ионов можно привести катионный обмен для раствора антибиотика с кислотными свойствами — повобиоцина (рис. 3.13). [c.76]

В соответствии с этим уравнением образование резкой границы зон ионов будет иметь место при условии д Jд О для вводимых в колонку десорбирующих ионов и О для десорбируе- [c.152]

Существенные затруднения часто возникают при десорбцго многовалентных ионов органических ионов из колонки, так как для этого процесса образование резких границ зон ионов определяется условием Со, > с .р. Так, например, для системы стрептомицин-натрий (обмен трехзарядного и однозарядного ионов) критическая концентрация составляет 0.2—6 п. для различных образцов пермутита [326]. В соответствии с этим для осуществления процесса выделения и очистки стрептомицина выбираются те иониты, для которых критическая концентрация меньше. Вытеснение многовалентных ионов может быть также основано на снижении константы ионного обмена путем использования вытесняющих растворов электролитов в органических растворителях, на понижении степени ионизации десорбируемого электролита или на уменьшении степени ионизации самого ионита, что рассмотрено в предыдущем разделе. [c.155]

Опыты на колонках малых размеров могут дать иногда даже сопоставимые результаты по выходу и концентрации вещества в элюате при образовании резкой и размытой границ зон ионов. Однако увеличение высоты колонны при масштабировании приводит к впечатляющему различию процессов, из которых только процессы с резкими границами зон ионов представляют интерес для препаративной и тем более производственной фронтальной хроматографии. В связи с этим одной из важнейших задач разработки крупномасштабных препаративных процессов является расчет условий образования резких границ зон ионов. [c.156]

Принимая во внимание, что знаменатель в этом уравнении не может быть отрицательным, критерий образования резкой границы зон ионов в трехфазной системе долн<ен включать фактор аз — степень диссоциации десорбируемого электролита, коэффициент межфазного распределения К , а также /8 — соотношение объемов органической и водной фаз. Используя уравнения (4. 30)—(4. 32), получаем условие образования резких границ зон ионов [c.159]

Систематическое экспериментальное исследование фронтальных десорбционных ионообменных процессов с участием физиологически активных веществ привело к разработке ряда методов получения высокоактивных элюатов при полной десорбции выделяемого вещества [115, 254, 257, 289, 293, 326, 328, 330, 332-339]. В процессах препаративного выделения органических физиологически активных веществ при легко реализуемой избирательной сорбции в условиях образования резкой границы зон ионов решение (обычно сложной) задачи десорбции так/ке в условиях образования резких границ зон ионов чаще всего осуществляется путем изменения степени ионизации десорбируемых ионов, что при катионном обмене реализуется за счет повышения pH элюирующего раствора за пределы, требуемые критерием динамики ионного обмена, а при анионном обмене — путем необходимого снижения pH раствора. Также удобным и распространенным является способ снижения pH раствора для слабых катионитов (растворы кислот для карбоксильных катионитов) и повышения pH раствора для слабых анионитов. [c.164]

Эффективность динамических ионообменных процессов выделения и очистки веществ зависит от наличия в ионообменной колонке достаточно резких границ между зонами сорбируемого и десорбируемого ионов. Условия образования таких границ определяются следующими равновесными факторами типом и формой изотерм обмена, величиной коэффициентов избирательности и их зависимостью от состава системы [322—325]. Однако, будучи необходимыми, равновесные условия образования резких границ зон ионов не являются достаточными для реализации таких границ на практике, поскольку неравновесные факторы — конечная скорость межфазного массообмена, продольное перемешивание, пристеночные эффекты и эффекты неравномерности упаковки зерен ионита в колонне — действуют на границы зон размывающим образом. В связи с этим особое значение приобретает анализ закономерностей неравновесной динамики ионного обмена. [c.192]

В елучае обмена ионов разной валентности образование резкой границы зон ионов происходит, когда [c.71]

Полученные соотношения позволяют сделать ряд заключений относительно влияния степени диссоциации веществ на возможность образования резкой границы зон ионов при обмене ионов не полностью диссоциированных веществ в динамических условиях. При обмене ионов равной валентности, как следует из уравнения (11,41), уменьшение степени диссоциации десорбируемых веществ и увеличение степени диссоциации десорбирующих веществ приводит к повышению вероятности образования резкого фронта между вытеснителем и вытесняемым веществом. При обмене ионов разной валентности степени диссоциации десорбирующего и десорбируемого вещества также играют очень большую роль. [c.72]

Изложенная теория динамики ионообменной сорбции позволяет предсказывать условия наилучшей сорбции веществ, например ионизированных антибиотиков, из растворов с образованием резкой границы зон ионов, т. е. в таких условиях, когда размывание переднего фронта сорбируемого вещества минимально. Эти соображения играют исключительно важную роль в создании технологических методов сорбционной очистки антибиотиков. Поглощение последних из культуральной жидкости или же из других растворов всегда приводит к некоторому размыванию фронта сорбируемого вещества. В результате этого только в верхней части колонки достигается максимальное насыщение сорбента антибиотиком. Для реализации процесса с максимальным насыщением колонки антибиотиком приходится применять систему последовательно соединенных колонн. Первая из колонн оказывается насыщенной антибиотиком только после значительного проскока антибиотика во вторую или даже в третью колонну. Для того чтобы не очень усложнять технологическую схему, необходимо, чтобы подобный проскок был минимальным, что имеет место только при создании резкой границы зон понов. Точно так же для достижения максимальных концентраций антибиотиков после их вытеснения с ионообменной колонки следует осу- [c.72]

Расчет критической концентрации с р. проводился по уравнению (II, 36). Как известно нз теории динамики сорбции, образование резкой границы зон ионов при сорбции многовалентных ионов, когда ранее находившиеся на сорбенте ионы обладают меньшей валентностью, происходит, если концентрация сорбируемого иона (Сп) меньше критической концентрацпи (с р.). В соответствии с этим сорбция трехвалентных ионов стрептомицина на натриевой или каль- [c.115]

Законы обострения границ зон ионов проявляются также в процессе сорбции ионов стрептомицина из растворов, содержащих другие обменивающиеся катионы. Сорбция стрептомицина из раствора, содержащего ионы натрия, протекает таким образом, что концентрация стрептомицина на выходе из колонки постепенно поднимается от нуля до значения концентрации в исходном растворе (рис. 48). В этой системе, как уже отмечалось, наблюдается образование резкой границы зон ионов, когда зона стрептомицина находится выше зоны ионов натрия, т. е. именно при сорбции стрептомицина. Совсем иная картина имеет место в процессе сорбции стрептоми- [c.127]

Принципы десорбции хлортетрациклина с анионитов основаны на тех же теоретических основах, которые определили возможность полной десорбции антибиотиков группы тетрациклина с сульфокатионитов. Однако если для образования резкой границы зон ионов при вытеснении тетрациклина и его аналогов с катионитов требовалось повышение щелочности раствора, при их десорбции с анионитов необходимо повышать кислотность раствора, так как при этом уменьшается степень кислотной диссоциации хлортетрациклина. Именно это обстоятельство и определило значение анионной сорбции хлортетрациклина. Как указывалось ранее, из-за ряда причин и прежде всего из-за малой стабильности антибиотика в щелочных растворах не удавалось осуществить десорбцию хлортетрациклина водными растворами при повышенном значении pH, и, следовательно, в случае катионного обмена сорбционный метод выделения и очистки хлортетрациклина должен быть основан на использовании метанольных растворов. Для того чтобы исключить органические растворители в сорбционном процессе очистки хлортетрациклина, необходимо перейти к анионообменной сорбции. Опыты показали, что водные растворы кислот способны десорбировать практически весь хлортетрациклин с анионита ЭДЭ-10. [c.153]

Сопоставляя уравнение (39) с неравенствами (38) получаем условие образования резкой границы зон ионов для обмена разнорядных ионов [c.248]

В случае слабоионизированиых веществ для нахождения условий образования резких границ зон ионов уравнение эквивалентности ионного обмепа следует записать в виде [c.248]

Образование резких границ зон ионов имеет решающее значение для исиользования большей емкости ионита в колонке при поглощении ионов из растворов, а также для полноты элюирования ионов из ионита и получения высоких концентраций вещества в фильтрате. В результате процесса, протекающего с размыванием границы зон ионов, происходит образование низкоконцентрационной зоны — хроматографического хвоста . [c.250]

Обмен с участием ионов органических веществ, выполняемый в динамических условиях, также имеет ряд отличительных особенностей, зависящих от равновесных и кинетических параметров. Анализ кинетико-динамических закономерностей фронтальных процессов [23—27], используемых для выделения и очистки веществ, показал, что образование резкой границы зон ионов, которая определяет степень завершенности сорбционных и десорбционных процессов, характеризуется для гранульных сорбентов [c.134]

Изложенная теория динамики ионообменной сорбции позволяет предсказывать условия наилучшей сорбции ионизированных веществ в колонке из растворов с образованием резкой границы зон ионов, т. е. в таких условиях, когда размывание переднего фронта сорбируемого вещества минимально. Эти соображения играют исключительно важную роль в создании технологических методов сорбционной очистки веществ. [c.287]

Существенные затруднения часто возникают при десорбции многовалентных ионов органических веществ в колонке, так как для этого процесса образование резких границ зон ионов определяется условием с с р. Так, например, для системы стрептомицин—натрий на пермутите критическая концентрация составляет величину 0.2—6 н. для различных образцов ионитов. В соответствии с этим на ряде образцов удается десорбировать стрептомицин с образованием резкой границы зон ионов и получением высококонцентрированного раствора элюата антибиотика при использовании 3—4 н. раствора Na l в качестве элюента, в то время как для некоторых сорбентов этот процесс протекает с размыванием границ зон ионов даже и при столь высокой концентрации электролита в элюирующем растворе. Наконец, еще один вариант разновалентного ионного обмена в динамических условиях — десорбция одновалетных ионов органических веществ многовалентными — по уже проанализированным причинам не представляется обычно рациональным процессом [ ]. Многие случаи затруднений при десорбции многовалентных ионов органических веществ могут быть преодолены использованием неводных растворов электролитов в качестве элюентов или же смещением pH элюирующих растворов, как об этом уже говорилось при обмене одно-одновалентных (или равновалентных) ионов. [c.289]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология