Ионообменник функциональные группы

Первое уравнение описывает анионный обмен, поскольку обменивающиеся ионы и- и X- заряжены отрицательно. Вторая реакция иллюстрирует катионный обмен. Понятно, что для двух типов ионообменной хроматографии используют различные неподвижные фазы. Таким образом, ионообменные колонки делятся на анионообменные и катионообменные, у первых на поверхности сорбента находятся положительно заряженные группы, у вторых — отрицательно заряженные. Кроме того, ионообменные материалы можно разделить на сильные и слабые. У сильных ионообменников функциональные группы всегда ионизованы. Из этого следует, что в интервале значений pH, используе- [c.107]

В зависимости от рода обменивающихся ионов смолы делятся на две большие группы — катиониты и аниониты. В приложениях 30 и 31 приведены некоторые марки наиболее употребляемых отечественных обменников вместе с нх характеристиками. Определяющим показателем любого обменника является его емкость, находящаяся в прямой зависимости от числа функциональных групп на единицу веса смолы. Но не во всех условиях емкость смолы может быть использована полностью. В случае сильноосновных ионитов, содержащих сульфогруппы нли четвертичные аммонийные группы, одинаково хорошо диссоциирующие при любых концентрациях ионов водорода,обменная емкость ионита существенно не зависит от pH. Напротив, у слабоосновных ионитов обменная емкость будет максимальной только в тех условиях pH, которые способствуют достаточно полной диссоциации функциональных групп, поэтому область применения нх гораздо меньше, чем сильноосновных ионообменников. [c.93]

Подготовка ионообменников к работе. Использованию ионитов для хроматографического разделения белков предшествует их предвари- тельная обработка. Иониты промышленного изготовления после набухания, во-первых, фракционируют по размеру частиц (однородность частиц сорбентов по размеру — одно из важных условий успешной хроматографии) и, во-вторых, подвергают циклизации — переводу их из одной формы в другую. Катиониты переводят из Ма+-формы в Н -фор-му или наоборот, а аниониты — из С1 -формы в ОН -форму или наоборот. В процессе такой обработки стабилизируется структура ионита и функциональные группы становятся более доступными. Одновременно ионит освобождается от примесей. [c.109]

Обменная емкость ионообменника определяется числом функциональных групп, участвующих в ионном обмене, и выражается в миллиэквивалентах на грамм сухой смолы в Н+(катионной) - или С1 (анионной)-форме. [c.44]

Менее полярные соединения - ароматические углеводороды и многие производные с одной функциональной группой - настолько слабо удерживаются на силикагеле с привитыми цианогруппами, что добиться удовлетворительного разделения весьма сложно или даже невозможно. Однако для разделения высокополярных соединений (при их анализе на силикагеле или оксиде алюминия возникают трудности) должны быть пригодны менее сильные адсорбенты. Эти модифицированные гидрофильными группами слои смачиваются любыми растворителями в любых соотношениях, включая воду. ЫН2-5 Ог может действовать как слабоосновный ионообменник. Силикагель с привитыми цианогруппами используется для анализа кислотных соединений в ион-парной хроматографии. [c.403]

Если органические высокомолекулярные ионообменники не соответствуют требуемой степени чистоты, то они должны быть предварительно очищены. Наиболее распространенными примесями являются растворимые в воде низкомолекулярные вещества, железо (111) и другие ноны, вводимые при синтезе. Процесс очистки в некоторой степени облегчает доступ ионов к функциональным группам смолы, и в то же время ионообменник проходит необходимую тренировку . [c.74]

Набухание органических ионообменников является одним из наиболее важных свойств этих материалов, оно зависит главным образом от типа и свойств каркаса матрицы, величины обменной емкости, заряда и размера противоиона, типа связи между этим ионом и функциональными группами ионообменника, концентрации электролита в растворе и полярности растворителя. [c.82]

Форма кривых титрования, как видно из рис. 3.4 и 3.5, показывает зависимость обменной емкости от pH внешнего раствора. Емкость сильнокислотных или сильноосновных ионообменников практически не зависит от pH. Функциональные группы этих обменников способны обменивать ионы. в широком интервале pH, т.е. они могут диссоциировать в кислых, нейтральных или щелочных растворах. [c.91]

Диссоциации функциональных групп слабокислотных или слабоосновных ионообменников так же, как их ионообменная способность, проявляется только в определенной области pH. [c.91]

Знание констант диссоциации сильнокислотных или основных обменников необязательно. Их обменная емкость в незначительной степени зависит от pH внешнего раствора вследствие слабого влияния pH на степень диссоциации функциональных групп ионообменников. [c.93]

Исходя из пористой структуры органического ионообменника, можно рассчитать концентрацию обмениваемых групп относительно содержания воды в набухшей смоле. Концентрация, выраженная таким способом, представляет моляльность функциональных групп, т.е. количество (ммоль Н" ") обмениваемых ионов, относящееся к 1 г воды в набухшей смоле. Моляльность функциональных групп обменника не постоянная величина. Она зависит от состояния и состава обменника, а также от состава внешнего раствора. [c.95]

В полностью диссоциированном ионообменнике моляльность функциональных групп описывается уравнением [c.95]

Интерполяцией между этими двумя величинами получают время, необходимое для достижения 50%-ной нейтрализации функциональных групп ионообменника. [c.100]

Термическая устойчивость неорганических ионообменников в общем удовлетворительна. Однако это не общее правило. При высущивании некоторых типов ионообменников наблюдается уменьшение обменной емкости вследствие процессов перекристаллизации или конденсации между функциональными группами. [c.107]

Способность к набуханию снижается с увеличением поглощенной дозы. Монофункциональный сильноосновный анионообменник превращается в полифункциональный тип с функциональными группами разной основности. Одновременно отщепляются аммиак и низкомолекулярные амины. Часто образуются новые функциональные группы типа - ОН и -СООН. Таким образом смолы становятся биполярными ионообменниками. [c.114]

Сорбенты, проявляющие способность к ионному обмену (иониты или ионообменники), представляют собой полимерные вещества, которые содержат функциональные группы, способные при контакте с растворами электролитов к обмену ионов. В зависимости от химической природы полимерной матрицы иониты делятся на два больших класса неорганические и органические. Первые в свою очередь делятся на природные и синтетические. [c.113]

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]

Взаимодействие диполей относится к взаимодействиям средней силы. Этот тип взаимодействия следует учитывать при наличии в молекуле сильного постоянного диполя, т. е. когда в молекуле присутствуют функциональные группы, такие, как нитриль-ные, амидные, лактамные, карбонильные, карбоксильные, гидроксильные, нитрогруппы и иногда галогены. Координационные силы играют большую роль при хроматографировании в системах с сильным постоянным диполем (спирты, кетоны, галогензамещен-ные углеводороды, эфиры и т. д.) или при использовании неподвижной фазы с хорошо выраженными дипольным характером (полиамид, полиакрилонитрил, ионообменники и т. д.). В некоторой мере они проявляются и при хроматографировании на окиси алюминия или на силикагеле. [c.26]

Ионообменные разделения проводятся почти исключительно на искусственно приготовленных ионообменных материалах — ионообменных смолах, представляющих собой микропористый органический скелет, который снабжен функциональными группами, способными отщеплять в водный раствор свои ионы н обмениваться ими с ионами в растворе. Таким образом, свойства ионообменников по существу являются свойствами обычных кислот и оснований разной силы в за- [c.92]

Смолы, содержащие кислотные остатки серной кислоты, имеют своих.анионообменных двойников — сильн00с110вные смолы, у которых функциональные группы в полимерной решетке представлены положительно заряженными производными четвертичного аммония, а обменными группами являются группы ОН" или другие анионы. Кроме того, существуют слабоосновные и слабокислотные ионообменники, у которых диссоциация незначительна, конечно за исключением тех случаев, когда они находятся в кислых и основных растворах соответственно. Слабоосновные анионообменники (аниониты) содержат третичные аминогруппы, а слабокислые катиониты обычно содержат либо карбоксильные группы (диссоциируют при pH >7), либо фенольные группы (не диссоциируют при рН<12). Бифункциональные катиониты, такие, как фенолсульфопроизводные смолы, имеют два типа функциональных групп — одна сильнокислая, другая — обменивающаяся только в щелочных растворах. [c.14]

В качестве стационарной фазы в ИОХ можно использовать любые ионообменные смолы (см. п. 3.2.2). На практике насадками хроматографических колонок чаще всего служат специально синтезированные и предварительно фракционированные по размерам ионообменные смолы для хроматографии (см. табл. 3.22-3.26). Иониты со слабокислотными, слабоосновными и хелатообразующими функциональными группами применяют для решения частных задач, в основном связанных с предварительным избирательным концентрированием отдельных компонентов из большого объема раствора. Неорганические ионообменники природного и синтетического происхождения не дали значимого толчка в развитии метода, найдя сравнительно ограниченное применение для селективного выделения отдельных компонентов или группового концентрирования [71, 72]. Основной причиной этого является плохая воспроизводимость результатов и замедленность кинетики ионного обмена. Учитывая, что для насадок хроматографических колонок важное значение имеет не только природа сорбентов, но и степень их дисперсности, налажен выпуск специальных ионообменных смол для хроматографии (табл. 3.66). [c.202]

Для получения ионообменника в матрицу полимера вводят ионогенные группы, которые фиксируются за счет ковалентной связи. Обычно их называют функциональными группами. [c.328]

В соответствии с природой функциональных групп ионообменники подразделяются на [c.328]

Иониты ионообменники) представляют собой нерастворимые высокомолекулярные соединения, содержащие способные к ионизации функциональные группы и дающие с ионами противоположного заряда нерастворимые соли. Уже давно известны неорганические иониты, применяющиеся, например, для смягчения воды. Но только с появлением синтетических органических ионитов процессы ионного обмена стали широко использовать в аналитической и препаративной химии и даже в химической технологии. В настоящей главе рассматриваются лишь те аспекты ионообменной хроматографии, которые имеют прямое отношение к лабораторной технике органической химии. Принципы ионного обмена и его. применение детально рассмотрены в обзорных статьях и книгах [1—16]. [c.546]

Ионообменник Тип Функциональные группы [c.328]

Заканчивая этот параграф, отметим, что продукты, получаемые по рассмотренным выше реакциям, находят широкое применение. Так, продукт реакции (1.14) служит ионообменником за счет протона присоединенной сульфогруппы на основе продуктов реакций (1.15) и (1.16) готовят гемосорбенты ваиадий-содержащий силикагель (реакция (1.7)), координационно связывающий молекулы воды в соответствии с реакцией (1.18), является хорошим индикатором влажности, а хромсилика1 ель (реакция (1.8)) —катализатором окисления и т. п. С помощью реакций функциональных групп и поверхностных радикалов можно описать не только получение продуктов различного назначения, но и процессы, протекающие на поверхности при целевом их использовании. [c.29]

Способностью к ионному обмену обладают некоторые природные соединения, например алюмосиликаты. Однако более широкое применение получили синтетические ионообменники, которыми обычно служат полимерные материалы. В качестве примера полимеров, служащих основой (матрицей) для ионитов, можно назвать сополимеры сти-)ола с дивинилбензолом и метакриловой кислоты с дивинилбензолом. онит состоит из матрицы, на которой имеется большое число функциональных групп. Последние или вводятся в мономер или в реакционную смесь при полимеризации, или прививаются к полимеру после полимеризации. Функциональные группы способны диссоциировать в растворе, при этом ионы одного знака заряда остаются на ионите, а ионы другого знака заряда переходят в раствор. В зависимости от того, какие ионы переходят в раствор, различают катиониты и аниониты. [c.348]

Большая скорость процесса в случае полимера 2 4 3 по сравнению с полимером 2 4 1 в совокупности с более высокой обменной емкостью полимера 2 4 3, в частности к железу (см рис 2 43), свидетельствует о более выигрышном пространственном положении иминодиацетатных и гидроксигрупп в ячейке по сравнению с орго-изомером. Таким образом, в отличие от мономерных комплексонов, где орто-положение функциональных групп в молекуле является наиболее эффективным (см, разд 2 3 1), в данном случае более выигрышным оказывается лара-расположение ионогенных групп [545], В этом проявляется специфика поведения полихелатных ионообменников, связанная со стерическими особенностями образования подобных соединений и большой ролью ориентации в пространстве донорных связей жестко закрепленного лиганда. [c.299]

В настоящее время большое внимание уделяется повышению селективности ионообменных процессов за счет использования селективных ионооб-менииков. Последние получают введением соответствующих функциональных групп (производных органических реагентов, известных в аналитической химии) в полимерную матрицу. Функциональные группы этих ионообменников обладают способностью образовывать комплексы или хелаты с некоторыми ионами и благодаря этому (при соответствующей обработке анализируемого раствора) селективно поглощают один вид или ограниченную группу ионов из сложных смесей ионов. [c.32]

По нерастворимому остову (матрице) определенным образом распределены ковалентно связанные функциональные группы, способные к диссоциации. Первые разработанные специально для ионо-обменной хроматографии твердые носители получали следующим образом на стеклянные шарики наносили путем полимеризации по-листирольную плен и в нее ввод1ши функциональные группы. В современных ионообменниках с пористым силикагелем ковалентно связаны (по типу щеток ) алкильные или арильные группы, в которые введены ионообменные группы. Чаще всего это сульфогруппы, реже карбоксильные группы (катионообменники) или четвертичные аммониевые группы (анионообменники). Обычные ионообменники меняют свой объем при изменении pH, концентрации ионов и температуры элюента. Прежде чем заполнять колонки, им надо дать набухнуть. [c.94]

Обменная емкость. Обменная емкость ионообменной смолы зависит не только от концентрации ионизуемых групп в смоле, но также и от степени ионизации. Ионообменники, несущие сильнокислотные или сильноосновные группы, эффективны в широком диапазоне pH. Ионообменники со слабокислотными или слабощелочными группами имеют более узкий рабочий диапазон pH, зависяищй от рК функциональной группы. [c.427]

ДЭАЭ-целлюлоза благодаря своей функциональной группе — диэтиламиноэтильному остатку — обладает свойствами слабого анионообменника. Ее используют главным образом для разделения природных высокомолекулярных полимеров, особенно чувствительных к резким изменениям pH и температуры, т. е. в первую очередь для фракционирования белков. Хроматография на ДЭАЭ-целлюлозе отличается высокой разрешающей способностью. Этот ионообменник пригоден как для аналитического, так и- для препаративного фракционирования белков на колонках соответствующего размера. [c.204]

Для повышения эффективности разделения целесообразно применять ионообменники, проявляющие высокую селективность к одному из разделяемых ионов, или изменять состав элюирующего раствора. На практике часто предпочитают последнее, так как приготовление различных элюен-тов проще и быстрее. Для изменения состава стационарной фазы необходимо иметь селективные ионообменники со специфическими функциональными группами. В последние годы эти возможности значительно расширились в связи с накоплением опыта в получении и исследовании свойств большого числа селективных ионообменников (гл. 6). [c.60]

Метод определения емкости основан на количественном определении элементов, которые явлиются основными компонентами функциональных групп ионообменников. Этот метод применим главным образом к монофункциональным ионообменникам. Наиболее часто определяют серу и азот (или фосфор). [c.88]

Кривые титрования ионообменников могут быть получены двумя способами. Метод прямого титрования используют для обменников с сильно-диссоциируюшими функциональными группами и хорошими кинетическими свойствами. Титрование обменников, которые содержат слабодиссоцииру-ющие функциональные группы и характеризуются медленным установлением равновесия, выполняют методом отдельных навесок. Этот метод может быть использован для любого типа обменников. [c.92]

Врем необходимое для нейтрализации 50% функциональных групп ионообменника, является еще одним параметром, выражающим скорость ионного обмена. Сначала определяют время нейтрализации 40% и 60% групп (Н-форма катионообменника, ОН-форма анионообмеиника), а затем интерполяцией получают время 50%-ной нейтрализации. [c.100]

Однако некоторые вопросы все еще не вполне ясны. Так, некоторые реагенты теряют способность давать цветные реакции с ионами металлов после закрепления на анионообменнике или взаимодействуют с реагентом, если он закреплен лшпь на слабоосновном ионообменнике [41]. Величина аналитического сигнала уменьшается с повышением основности анионообменника, вероятно, из-за частичного связывания функциональных групп реагента с сильно- и среднеосновными ионогенными группами анионообменника [8]. В связи с этим может быть затруднено последующее образование комплексного соединения в фазе сорбента. Аналогичные [c.339]

Придание силикагелю специфичности в отношении адсорбции тех или иных веществ значительно расширяет области его применения. В связи с этим перспективным является химичесЕсое модифицирование силикагелей органическими радикалами с различными функциональными группами. Замещение поверхностных гидроксилов силикагелей радикалами с кислыми или основными свойствами приводит к созданию новых специфических адсорбентов, ненабухающих ионообменников и катализаторов кислотно-основных реакций. [c.8]

Таким образом, химическое модифицирование поверхности силикагелей фтором или органическими радикалами приводит к резкому уменьшению адсорбции не только полярных веществ, но и неполярных углеводородов. Поэтому такие модифицированные кремнеземы не представляют интереса как адсорбенты, а могут быть с успехом применены как наполнители полимерных материалов, в газоадсорбционной хроматографии, загустители смазок и в случае наличия на их поверхности функциональных групп — как ненабухающие ионообменники. [c.170]