Ионообменники сродство ионов

Ионообменная хроматография — сорбционный динамический метод разделения смесей ионов на сорбентах, называемых ионо-обменниками. При пропускании анализируемого раствора электролита через ионообменник в результате гетерогенной химической реакции происходит обратимый стехиометрический эквивалентный обмен ионов раствора на ионы того же знака, входящие в состав ионообменника. Ионообменный цикл состоит из стадии поглощения ионов (сорбции) ионообменником (неподвижной фазой) и стадии извлечения ионов (десорбции) из ионообменника раствором, который проходит через сорбент (подвижная фаза или элюент). Разделение ионов обусловлено их различным сродством к ионообменнику и происходит за счет различия скоростей перемещения компонентов по колонке в соответствии с их значениями коэффициентов распределения. [c.223]

Ионообменные смолы — это высокомолекулярные нерастворимые соединения, способные набухать в водных растворах, поглощая значительное количество воды, и высвобождать ионы в процессе электролитической диссоциации. Высвободившиеся ионы замещаются на другие присутствующие в растворе ионы, имеющие большее сродство к ионообменнику. Процесс ионного обмена обратим, и [c.340]

Степень сшивания смолы с азывает существенное влияние на степень набухания смолы, селективность и скорость установления равновесия. Низкая степень сшивания обусловливает высокую набухаемость при контакте с растворителем. Объем набухшей смолы в значительной степени изменяется с изменением свойств внешнего раствора. Это явление особенно нежелательно при работе в динамическом режиме. Низкая степень сшивания смолы способствует уменьшению различий в сродстве ионов к ионообменнику, что является одной из причин размывания зон при хроматографическом разделении. [c.31]

Ионообменная хроматография. В ионообменной хроматографии используется различное сродство ионов раствора к ионообменным центрам противоположной полярности в неподвижной фазе, т. е. в ионообменниках белки связываются обычно с помощью электростатических сил, возникающих между заряженными поверхностями белков и плотными кластерами заряженных групп самого ионообменника. Установлено также, что белковые молекулы образуют с ионитами, кроме ионных, еще и другие типы связей, например водородные и гидрофобные. [c.55]

Из этого уравнения видно, что на значение коэффициента селективности влияет концентрация и заряд ионов. Коэффициенты селективности позволяют оценить относительное сродство ионов к ионообменнику. [c.483]

Относительное сродство ионов к ионообменникам оценить трудно так как порядок ионов в ряду может меняться с изменением типа ионообменного материала. С увеличением степени сшивки смолы становятся более избирательными, и различные функциональные группы проявляют различное сродство к данному иону. [c.484]

Установлены ряды сродства ионов сорбционные ряды) по отношению к ионообменникам. Например, для ионов одинакового заряда способность к сорбируемости в определенных условиях изменяется в следующем порядке [c.50]

Таким образом вытеснению сильного электролита из фазы ионообменника способствуют малая концентрация внешнего раствора, высокая емкость и большая степень поперечной связанности ионообменника. Только сильное сродство ионообменника к иону электролита противодействует исключению электролита из фазы ионообменника. [c.30]

Влияние концентрации обмениваемых ионов на ионообменное равновесие. Ионообменное равновесие определяется не только относительным сродством ионов к ионообменнику, но и относительными концентрациями ионов. Это используют при регенерации ионообменников ионы с малым сродством к ионообменнику, но большей концентрации способны замещать ионы с большим сродством к ионообменнику. Зависимость концентрации противоиона в ионообменнике от его концентрации в растворе при определенных условиях и постоянной температуре выражается изотермой ионного обмена. [c.35]

В общем случае сродство ионообменника к иону возрастает с увеличением заряда иона. Для одновалентных [c.22]

По нерастворимому остову (матрице) ионообменника определенным образом распределены ковалентно связанные функциональные группы, способные к диссоциации. Чаще всего это сульфогруппы, реже карбоксильные группы (катионообменники) либо третичные аминогруппы или четвертичные аммониевые группы (анионообменники). Методом ионообменной хроматографии можно разделить такие соединения, которые в сильнополярных элюентах хотя бы частично диссоциируют. Разделение основано на различии сродства ионов к противоионам матрицы ионообменника и ионам, содержащимся в растворителе. [c.187]

При разделении ионов щелочных металлов применяют сильнокислотные катионообменники. Сродство этих элементов к ионообменникам повышается с увеличением атомной массы элемента и с уменьщением радиуса его гидратированного иона, т. е. в ряду Ь < Ыа < К < КЬ < Сз < Рг. Принимая во внимание опубликованные данные по величинам коэффициентов распределения [1—3], можно заключить, что щелочные металлы довольно четко разделяются на две группы У, Ыа и КЬ, Сз, Рг. Калий служит как бы мостиком между двумя группами. [c.156]

При рассмотрении сродства иона Ве + к твердым и жидким ионообменникам (как и при изучении других химических свойств бериллия) надо учитывать, что отношение заряда иона Ве + к его радиусу велико, сродство Ве + к сульфокислым катионообменным смолам обычно меньше, чем сродство катионов щелочноземельных металлов. Однако Боннер и др. [41] нашли, что по сродству к ионообменникам в хлоридной среде ионы элементов [c.27]

Если два нона обладают различным сродством к ионообменнику при данном значении pH, то, чтобы осуществить их разделение, подбирают условия, при которых происходит элюирование только какого-нибудь одного из этих ионов. В подобных исключительных случаях наблюдается фронтальное элюирование каждого иона. В тех же случаях, когда сродство ионов одинаково, их разделение все же возможно, если найти условия, при которых ионы элюируются избирательно. Пропускание элюентов в этих условиях через колонку приводит к последовательному элюированию ионов, в результате чего они могут разделиться, если колонка имеет достаточную длину. Однако диффузия ионов ограничивает разрешающую способность колонки и в этом случае. При изменении pH или ионной силы происходит элюирование сорбированных ионов с различными значениями рК или возрастающим сродством. [c.194]

Применение в анализе ионообменников позволяет проводить разделение к селективное определение ионов в смеси. Хроматографическое разделение ионов основано на их различной сорбционной способности по отнощению к иониту. Экспериментально установлены ряды сродства ионов к ионообменникам. Для ионов с различными зарядами сорбционная способность возрастает с повышением заряда [c.346]

При ионообменной хроматографии взаимодействующими веществами являются ионы твердой фазы и раствора. Разделение смеси ионов, находящихся в растворе, основывается на степени ионного сродства этих ионов к твердой фазе. Твердой фазой в этом случае должно быть вещество, способное обмениваться своими ионами и потому называемое ионообменником или ионитом. Анализируемая смесь может быть только в растворе. [c.12]

Применение ионообменных смол. Белки в растворе в зависимости от их состава могут проявлять сродство к специально приготовленным матрицам, к которым они присоединяются и откуда могут отделяться при воздействии соответствующим реактивом. Взаимодействие с веществом матрицы осуществляется через посредство очень специфичного функционального участка молекулы. Эти участки можно поместить на материал-носитель путем прививки радикалов. К таким материалам в первую очередь относятся смолы, разновидности целлюлозы и кремнеземы, которые при прививке становятся ионообменниками. В соответствии с природой прививаемого радикала различают специфические обменники ионов слабых оснований, сильных катионов, ионов слабых кислот и сильных анионов. [c.446]

Для различных ионов найдены следующие ряды сродства сильнокислотные ионообменники [c.26]

Характерным свойством ионообменников являются высокая селективность к ионам Н+ и относительно высокое сродство к ионам щелочноземельных металлов. Ряды селективности для ионов металлов имеют обратный порядок по сравнению с сильнокислотными ионообменниками. [c.34]

Особое положение занимают так называемые селективные ионообменники. Их функциональные группы проявляют (при определенных условиях) высокое сродство только к некоторым элементам, что обусловливает возможность эффективного предварительного концентрирования выбранного элемента (или фуппы элементов) даже из весьма сложных смесей различных ионов. [c.146]

Более низкое сродство щелочноземельных металлов к неорганическим ионообменникам позволяет проводить отделение этих элементов от более тяжелых ионов щелочных металлов. В качестве элюента для их количественного разделения чаще всего используют раствор хлорида аммония в соляной кислоте с увеличивающейся концентрацией [20]. [c.178]

Сорбция ионов цинка, кадмия и ртути на неорганических ионообменниках увеличивается с повышением pH раствора. Установлен следующий ряд сродства Zn > Сё + > На +. Поскольку металлы этой группы легко разделяются на органических анионообменниках, неорганические ионообменники не нашли широкого применения для их разделения. [c.187]

Методом ионообменной хроматофафии можно разделить такие соединения, которые в сильнополярных элюентах хотя бы частично диссоциируют [29]. Разделение основано на различии сродства ионов к противоионам матрицы ионообменника и ионам, содержащимся в растворителе. При разделении органических ионов возможно дополнительное удерживание, обусловленное сорбцией на матрице ионообменника. Поэтому предсказать селективность разделения органических соединений на ионообменниках очень трудно. Разделение смесей катионов и анионов основано на различии в селеюнвнос ги при сорбции подлежащих разделению ионов по отношению к ионам того же знака, удерживаемьпм обменником в результате образования ионной пары. [c.92]

Если ионы щелочных металлов расположить в ряд по мере убывания сродства Na+>K+>Rb+>Li+> s+ (похожий ряд получен советскими исследователями для аналогичного ионообменника [23]), то становится очевидным, что сродство ионов к Linde Sieve 4А в отличие от сульфированных полимеров стирола уменьшается с увеличением радиуса катиона. Хотя и TAS° имеют одинаковые знаки для обоих классов ионообменников, абсолютные величины их намного больше для цеолитов, что связано с большими изменениями степени гидратации катиона при обмене на цеолитах. Различия в рядах сродства ионов, наблюдаемые для цеолитов разного строения, указывают, что картина влияния различных факторов чрезвычайно сложна и необходимо проделать большую работу, сочетающую структурные, термохимические и термодинамические исследования, прежде чем влияние этих факторов будет выяснено. [c.86]

Например, из двух ионов А и В, если ион А гидратирован сильнее, чем ион Б, нон А при прочих равных условиях будет находиться в разбавленной водной фазе раствора, где имеется больше свободных молекул воды для его гидратации, чем в концентрированной фазе ионообменника. Значит, ион В переходит в фазу ионообменника не потому, что он обладает каким-то особым сродством к фазе ионообменника, а просто потому, что склонность иона А к гидратации выражена сильнее. Если, к тому же, нон А сильнее, чем ион В, взаимодействует с коионами раствора, селективность ионообменника по отношению к иону В будет еще больше. При этом движущей силой селективности будет комплек-сообразование иона А в растворе, а не взаимодействие иона В с ионообменником. Если противоионы неодинаково взаимодействуют с фиксированными группами ионообменника, т. е. ион А взаимодействует с ними сильнее, то селективность ионообменника к иону В понизится. Таким образом положение ионообменного равновесия определяется доминирующей из ряда конкурирующих реакций противоионов — с ионогенными группами матрицы, коионами в растворе и с водой в обеих фазах. [c.33]

При этом анион и катион связаны гидратным мостиком. Поскольку фосфиновокислые группы намного слабее, чем сульфокислые, высокое сродство иона Ве к первым хорошо объяснимо. По этой же причине бериллий имеет высокое сродство к эфирофосфатным жидким ионообменникам. [c.28]

Экспериментально установлены ряды сродства, или селективности, ионов по отношению к ионообменникам. Так, при низких концентращгях раствора на сильнокислотных кагионообменниках ионы с одинаковым зарядом сорбгфуются в такой последовательности [c.315]

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]

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]

Если эта реакция выполняется в замкнутой системе, то, поскольку ионный обмен является обратимым процессом, наступает равновесие. Равновесные концентрации ионов, принимающих участие в обмене, неидентичны. Они зависят как от величины относительного сродства реагирующих ионов к ионообменнику, так и от исходной концентрации. Экспериментально установлено, что сродство (или ионообменный потенциал) различных ионов к одной и той же смоле (в разбавленных растворах, <0,1 М) увеличивается с повышением ионного заряда исследуемого иона. Поливалентные ионы образуют с ионообменником более прочные связи (при одинаковых условиях), чем одновалентные ионы. Для ионов одинакового заряда сродство обратно пропорционально радиусу гидратиррванного иона. Однако это утверждение является только общим правилом существуют исключения. [c.26]

Метод элюентной хроматографии основан на поглощении анализируемой смеси ионов в верхней части колонки в виде тонкого слоя и разделения с помощью соответствующего элюирующего раствора при продвижении его по колонке сверху вниз. В процессе перемещения раствора состав поглощенной пробы непрерывно изменяется ионы, имеющие более низкое сродство к ионообменнику, двигаются вниз быстрее, а ионы с более высокой степенью сродства к ионообменнику — медленнее. После пропускания достаточного количества элюента индивидуальные компоненты анализируемой смеси распределяются вдоль ионообменной колонки в виде отдельных зон. В идеальном случае растворы, содержащие индивидуальные компоненты, вытекают раздельно и между индивидуальными зонами всегда есть некоторый объем элюирующего раствора. [c.42]

Комплексные ферроцианиды цинка, кобальта, никеля, молибдена, ванадия и вольфрама также проявляют высокую селективность к ионам цезня [19-24]. По аналогии с другими неорганическими ионообменниками их селективность повышается в ряду Li < Na < К < Rb s. Так как сродство к ионам s у некоторых неорганических ионообменников чрезвычайно велико, s очень трудно элюировать из обменника. В этом случае в качестве элюентов используют концентрированные растворы нитратов аммония, серебра или ртути(П). Если количественное элюирование цезия этими растворами невозможно, рекомендуется проводить химическое или термическое разложение обменника. Цезий не поглощается Th[Fe( N)g] и Zr[Fe( N)g] и лишь слабо сорбируется на (ThO)2[Fe( N)e]. [c.158]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология