Электроселективность

Байер [10], обсуждая проблему синтеза высокомолекулярных комплексообразующих веществ, обладающих способностью связывания ионов металла, проводит аналогию с природными веществами подобного тина В природе существуют высокомолекулярные комплексообразующие соединения, служащие для обогащения, переноса и аккумулирования тяжелых металлов [И]. Можно, например, указать на процесс концентрирования (в миллионы раз) ванадия из морской воды кровеносными клетками тунникатов [11, 12]. Апоферритин — белок млекопитающих, аккумулирующий железо,— может связывать в виде комнлексов только железо [13] . Аналогичные примеры приводит и Синявский [1] Гумусовые вещества ночв селективно связывают магний и кальций. Накопление золота некоторыми растениями так значительно, что они могут служить индикаторами месторождений золота и т. д. Все это дает основание предполагать, что создание сорбентов, обладающих высокой селективностью, вполне осуществимая задача . Однако отсутствие общего теоретического направления методов синтеза таких продуктов создает большие трудности в осуществлении заманчивых возможностей высокоселективных процессов поглощения веществ. Для повышения избирательности обычных универсальных ионитов исследователи пользуются различными приемами, которые основаны на учете факторов, влияющих в той или иной мере на избирательность (заряд противоионов, сольватация и набухание, степень сшивки и др.). Влияние этих факторов проявляется следующим образом [1] 1) Из разбавленных растворов ионит предпочтительнее поглощает противоионы с большим числом зарядов, при этом с ростом концентрации раствора электроселективность ионита уменьшается. 2) Ионит предпочтительнее поглощает противоион с меньшим молярным объемом. Избирательность увеличивается с увеличением разности молярных объемов, емкости и количества поперечных связей в ионите, с уменьшением концентрации раствора и с уменьшением молярной доли меньшего иона. 3) С иовыитением температуры избирательность ионита уменьшается. [c.100]

Изменение ионного состава фазы ионита с изменением общей концентрации ионов в растворе даже при сохранении постоянства относительных концентраций ионов характерно для обмена разнозарядных ионов и известно под названием электроселективности. Существование этого эффекта было подтверждено экспериментально. Нетрудно понять, что электроселективность усложняет изучение закономерностей обмена ионов с разным числом зарядов. [c.118]

Если мы теперь рассмотрим обмен ионов с равным, но отличным от единицы числом зарядов, например обме ( ионов Са + и Ва , то убедимся, что электроселективность в этом случае не проявляется. Однако объяснение механизма обмена таких ионов связано с некоторыми трудностями теоретического характера, отсутствующими в случае обмена однозарядных ионов. Несколько забегая вперед, заметим, что нам предстоит рассмотреть взаимодействие между фиксированными обычно однозарядными ионными группами ионита и находящимися поблизости от них противоионами. Это взаимодействие достаточно сложно даже в том случае, когда фиксированные группы ионита и противоионы имеют одинаковое число зарядов. Если же заряд нротивоиона больше, чем заряд фиксированной ионной группы, то характер взаимодействия становится еще сложнее, так как каждый нротивоион связывается с двумя или несколькими ионными группами. Если ограничиться рассмотрением только электростатического взаимодействия, то для однозарядных противоионов можно воспользоваться следующим известным положением электрическая свободная энергия системы ион — фиксированная группа имеет наименьшее значение, когда ион находится на минимальном расстоянии [c.118]

Описанное явление можно объяснить также исходя из потенциала Доннана. Сила, притяжения нротивоиона к границе раздела фаз под влиянием потенциала Дон-папа пропорциональна числу зарядов иона, а величина потенциала увеличивается с ростом различия концентраций между двумя фазами. Поэтому предпочтение , оказываемое ионитом иону с более высоким зарядом, проявляется тем сильнее, чем меньше концентрация внешнего раствора. Это явление, получившее название электроселективности [53], имеет важное практическое значение для ионообменных разделений. Следует подчеркнуть, что электроселективность совершенно не связана с селективными свойствами самого ионита и вызывается исключительно различием концентраций внутри ионита и вне его. В частности, электроселективность проявляется даже в идеальных системах, когда Кв/а = 1. [c.190]

Если Св мало, что обычно наблюдается при аналитическом элюировании, значения коэффициентов активности в уравнении (25-5), отношение [ВК]/[В] и коэффициент разделения [ВН]/[Св] (см. разд. 24-1) мало изменяются. Следовательно, поскольку. АК] приблизительно постоянно, при одинаковых зарядах А и В в уравнениях (25-1) и (25-2) отношение между количествами иона в смоле и растворе не зависит от концентрации иона. С другой стороны, если в ионообменной реакции участвуют ионы различного заряда, получается, что ионообменная смбла по мере разбавления раствора становится более селективной по отношению к ионам большего заряда [17]. Такую селективность называют электроселективностью. Если одни ионы находятся в низкой концентрации, а другие — в большом избытке, равновесие для частиц с низкой концентрацией может быть представлено постоянным коэффициентом разделения безотносительно к зарядам ионов [22,23]. Следовательно, в разбавленных относительно данных частиц растворах их концентрации в смоле пропорциональны концентрациям в растворе — условие, аналогичное линейной изотерме в газовой хроматографии. [c.537]

Если ионы имеют разные по величине заряды, то действует правило электроселективности, в соответствии с которым из разбавленных растворов ионит предпочтительнее поглощает противоионы с большим зарядом. Например, для ионов одинакового размера сорбируемость увеличивается в ряду Na < <Са +<А1 . Решающее влияние на селективность оказывает специфическое (химическое) сродство противоионов к иониту. Чем более прочную ионную пару образует фиксированный ион (иа матрице) с противоионом (т. е. чем больше химическое сродство), тем выше селективность ионига к данному противо-иону. Например, слабокислотные катиониты имеют специфическое сродство к Н + -ионам и поэтому сорбируют их сильнее, чем щелочные ионы (в противоположность сильнокислотным катионитам). Иониты специфического действия получают путем [c.206]

При обмене ионов равного заряда отношение между концентрациями ионов А и В не меняется с разбавлением, за исключением небольших отклонений, вызванных неидеальностью системы. Если ионы имеют разные заряды, то отмечаются два момента ион более высокого заряда сильнее поглощается обменником коэффициент распределения изменяется с разбавлением. Чем более разбавлен раствор, тем сильнее удерживаются смолой ионы высокого заряда, и наоборот. Этот эс ект, иногда называемый электроселективностью, долгое время успешно использовался для умягчения воды. [c.53]

Описываемое явление, действительно наблюдаемое на практике при обмене разновалентных ионов, получило название эффекта электроселективности [121] или концентрационно-валентностного эффекта [122, 123] (рис. IV. 2). [c.107]

Итак, эффект электроселективности (способность ионитов проявлять высокую избирательность к ионам более высокой валент-ности в разбавленных растворах) предсказывается и описывается уравнениями обмена. Непосредственной его причиной являются следующие особенности процесса [c.107]

Физической причиной электроселективности является действие Доннановского потенциала. Он пропорционален заряду иона и возрастает с уменьшением концентрации иона в растворе (в этих условиях велика разница осмотических давлений иона в растворе и ионите). [c.154]

Данные табл. 3 свидетельствуют о том, что двухзарядный ион УО " вытесняет ионы водорода из катионита интенсивнее, чем однозарядный ион УО , что находится в соответствии с эффектом электроселективности. [c.162]

В сорбате приводит к увеличению равновесной концентрации ионов [Си(СК)4] ", присутствие которых наблюдается в ИК-спектрах образцов смол из верхних выделенных слоев сорбционного фильтра. Учитывая эффект электроселективности и одинаковое положение в ряду сорбируемости для смолы АВ-17 Х8Ф комплексов [Au( N)2] и 1Си(С]М)з] , можна [c.174]

Для получения концентрированных фильтратов биологически активного вещества, помимо использования электроселективности, применяют специальные способы обогащения ионита органическим веществом. После достижения равновесия между катионитом и раствором, из которого извлекают целевое вещество (нативный раствор), через катионит пропускаю раствор целевого вещества, содержащий комплексон [21]. Результатом этой операции является удаление из катионита примесей, сопутствующих целевому веществу, и дополнительная сорбция его катионитом [22]. [c.235]

Система, исследованная в настоящей работе, наоборот, содержит катионы, для которых естественно предположить различные энергии связи с сульфогруппами смолы. Но если в системе разнозарядных противоионов такое специфическое взаимодействие одного из противоионов с фиксированными ионами приводит к его избирательному поглощению из смешанного раствора любой концентрации и константа обмена может служить мерой этой специфичности, то для противоинов разных зарядов положение осложняется явлением электроселективности [3]. В этом случае поглощение ионов из смешанного раствора определяется не только относительным содержанием их в растворе, но и общей концентрацией последнего. С разбавлением раствора увеличивается избирательность по отношению к иону более высокого заряда. Для таких систем на основании величины константы обмена нельзя сделать однозначного вывода о специфичности поглощения одного из ионов. [c.183]

На рис. 2 приведена зависимость эквивалентной доли АН в ионите от эквивалентной доли ЛН2 в растворе при разных Сд. Из рисунка видно, что с разбавлением раствора увеличивается сорбция двухвалентного катиона лизина при одной и той же эквивалентной доле катиона лизина в растворе, т. е. проявляется электроселективность катионита. Однако во всех случаях константа ионного обмена двухвалентный катион лизина — ион водорода, рассчитанная по уравнению (3), является величиной постоянной, практически не зависящей от заполнения ионита и от общей концентрации равновесного раствора. [c.261]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология