Сорбционный метод разделения ионов

В книге имеется ряд недостатков. Часть материала (в частности, касающегося описания заводской аппаратуры) изложена недостаточно обстоятельно. В библиографии, хотя и являющейся наиболее обширной из всех библиографий в данной области, отсутствует ряд ссылок на работы наших ученых. Так, например, не упоминается имени замечательного русского ученого М. С. Цвета, разработавшего в 1903 г. сорбционный метод разделения смесей. Не описаны выдающиеся работы русских ученых К. К. Гедройца, сформулировавшего важнейшие законы ионного обмена, и А. В. Раковского, давшего вывод формул ионного обмена. Работы ряда советских исследователей (В. П. Астафьева, Е. Н. Гапона, [c.3]

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]

НОМ порошке, порошке поливинилхлорида и т. д., и главным образом на целлюлозе. Электрофоретический метод разделения имеет особое значение для разделения коллоидов и аминокислот, так как заряд частиц этих соединений зависит от значения pH среды. Поэтому значение pH раствора (изо-электрическая точка) оказывает большое влияние на направление движения ионов в растворе. Процесс электрофореза проводят часто в присутствии буферных растворов. Согласно уравнению (7.1.29), состав раствора оказывает большое влияние на скорость движения частиц в растворе. Движению частиц в электрическом поле препятствует явление диффузии. Влияние диффузии обратно пропорционально размерам частиц и силе поля. Для разделения ионов больших размеров можно применять электрофорез при низком напряжении, для разделения частиц небольших размеров следует работать при более высоких напряжениях. Электрофорез на носителе по технике выполнения проще, чем обычный электрофорез. При этом вещества в соответствии со скоростями их движения в электрическом поле фракционно осаждаются на носителе. Используя сорбционное действие носителя, можно замедлить движение частиц, что приведет к расширению зон фракционирования. Под действием выделяемого током тепла, особенно при работе с высокими напряжениями, происходит испарение растворителя, что затрудняет процесс разделения. Важным фактором является удаление перед разделением больших количеств электролитов, например, в процессе диализа. [c.387]

Как указывалось выше, относительное концентрирование состоит в получении из смеси продукта, обогащенного данным компонентом. Поэтому оно является результатом частичного или полного разделения смеси. В методе сорбции разделение смесей осуществляется в хроматографическом опыте, представляющем собой сорбционный динамический метод разделения смесей. Поскольку системы классификации сорбционных процессов по их механизму (адсорбция, ионный обмен, распределение, осадкообразование) и по способу осуществления сорбционного опыта (статика, динамика, хроматография) независимы друг от друга, можно говорить [c.315]

Хроматография представляет собой сорбционный динамический метод разделения смесей любой природы, определяемый рациональным выбором сорбента. Б каждом виде хроматографии разделение смесей является результатом различий скоростей перемещения зон компонентов по слою сорбента. Б случае ионообменной хроматографии перемещение компонентов по слою сорбента является результатом или вытесняющего действия ионов промывающего раствора сравнительно высокой концентрации (простое вытеснение) или резкого снижения сорбируемости компонентов разделяемой смеси вследствие образования ими с промывающим раствором комплексных отрицательно заряженных ионов (комплексообразующее вымывание на катионитах). Специфика хроматографического процесса в обеих этих системах находит свое отражение в математической модели, в которой, как известно, различие динамики и хроматографии передается особенностями начальных и граничных условий, а специфика хроматографических систем, главным образом, уравнением статики. [c.91]

В отличие от ионного обмена существенную роль при молекулярной адсорбции играет температура и не только в кинетике сорбции, но и в определении равновесного состояния, так как энергия взаимодействия при молекулярной адсорбции существенно уступает энергии электростатического взаимодействия ионов. С повышением температуры убывает количество адсорбированного вещества. Это способствует улучшению десорбции, а также может быть использовано для создания специальных методов разделения веществ, в которых применяется постепенное изменение сорбционной емкости вдоль столба сорбента в колонке (см. главу III). [c.47]

Для переработки первичных высокоактивных растворов облученного урана и тория метод ионного обмена не нашел такого широкого применения, как экстракция. На первых стадиях переработки облученного ядерного горючего сорбционные методы, как правило, применяют лишь в лабораториях и на опытных установках. Например, для разделения Ыр и для выделения трансплутониевых элементов, а также для выделения Ри при переработке некоторых сплавов. [c.372]

Для определения чрезвычайно лабильных и разнообразных по составу органических веществ природных вод весьма перспективны систематические схемы анализа, включающие фракционирование сорбционными методами и сочетающие разделение по химической природе с разделением по размерам молекул [25, 26]. Для разделения органических веществ, обладающих сродством к ионным и водородным связям, успешно применяют сорбенты с гидрофильной матрицей (ионообменные целлюлозы и сефадексы). В отличие от ионообменных смол, целлюлозы представляют собой агрегаты полисахаридных цепей, хорошо проницаемых даже для очень больших ионов. Рыхлая структура целлюлозы, высокая дисперсность, сорбция преимущественно по поверхности обусловливают быстроту процессов сорбции и десорбции. Хорошо проницаемы для крупных молекул также нейтральные и ионообменные сефадексы. [c.200]

Другим вариантом получения хроматограмм методом электрофореза является наложение разности потенциалов на полоску бумаги, которая смочена электролитом (комплексо-образователем). На середину бумажной полосы наносят каплю исследуемого раствора и помещают в электрическое поле. Для этого концы бумажной полосы опускают в сосуды с электролитом, в которые помещены электроды (рис. 33,6). В данном случае ионы металлов будут передвигаться по полоске бумаги в различных направлениях в зависимости от знака иона. Разделение ионов будет зависеть от их сорбционной способности и от констант нестойкости комплексных нонов, [c.87]

Хроматография как способ разделения смесей веществ сорбционными методами в динамических условиях в течение последних десятилетий стала одним из самых распространенных приемов аналитической химии. В основе хроматографических методов лежит широкий круг физико-химических процессов распределение, адсорбция, диффузия, ионный обмен и др. [c.9]

Помимо рассмотренных методов разделения смесей, перспективными, применительно к задаче глубокой очистки веществ, являются другие физико-химические методы (метод термодиффузии, метод ионного обмена, сорбционные методы, электрохимические методы и т. д.). Рассмотрим некоторые из этих методов. [c.119]

Эффективным методом разделения соединений, близких по физико-химическим свойствам, в частности энантиомеров (оптических изомеров), оказалась лигандообменная хроматография. Так, рацемические а-аминокислоты были успешно разделены на оптически активные антиподы хроматографией на адсорбенте с химически привитыми группировками -пролина в присутствии ионов меди. Структура сорбционного комплекса, образуемого иммобилизованным лигандом ( -пролином), комплексообразующим ионом металла и подвижным лигандом Ь- и Д-аминокислоты с различными К) в данной системе может быть представлена следующим образом [c.197]

Научная заслуга М. С. Цвета также и в том, что он не только разработал новый метод разделения и анализа смесей веществ, но и правильно предвидел значение и перспективы его развития. В классическом хроматографическом методе для целей разделения смесей веществ использован механизм динамической молекулярной адсорбции. Однако в работах М. С. Цвета имеются указания на то, что разделение веществ в динамических условиях может происходить и в результате иных физико-химических механизмов сорбционного процесса сорбции ионов, образования осадков и др. [c.14]

Динамический сорбционный метод обеспечивает количественное разделение смесей ионов, имеющих разные знаки зарядов (катионы и анионы, амфотерные элементы и комплексные соединения). [c.253]

Вытеснительный метод в ионообменной хроматографии применяется шире, чем в адсорбционной. Анализируемую смесь подают в колонку в виде отдельной пробы, а затем производят вытеснение раствором такого электролита, ион которого обладает наибольшим сродством к выбранному иониту и вытесняет его противоион. В хроматографическом фильтрате ионы появляются в той последовательности, в которой они располагаются в сорбционном ряду, причем все фракции вытесняемых ионов содержат и противоион. Последним появляется ион-вытеснитель. Естественно, в реальных условиях всегда образуются переходные пограничные зоны, содержащие два соседних иона ион предыдущей зоны и ион следующей зоны. Размеры пограничных зон тем меньше, чем правильнее выбраны условия хроматографического разделения. [c.110]

Обмен ионами между раствором электролита и твердой фазой, являющийся разновидностью сорбционных процессов, имеет широкое практическое применение. Он используется для концентрирования ионов из разбавленных растворов, очистки веществ от примесей электролитов, определения суммарного содержания солей в природных водах и разделения некоторых ионов при их одновременном присутствии в растворе. Особенно удачным оказалось сочетание ионообменных процессов с хроматографическим методом, положившее начало развитию ионообменного хроматографического анализа многокомпонентных гомогенных растворов. Разделение анализируемой смеси ионов в растворе позволяет легко идентифицировать и определять их количественное содержание доступными химическими или физико-химическими приемами анализа. [c.37]

Широкое применение хроматографического метода в различных областях химии началось с 30-х годов этого столетия и было связано с развитием теории адсорбции и ионного обмена, а также с синтезом и применением новых эффективных неорганических и органических сорбентов, в том числе ионообменных смол. Одновременно совершенствовалась техника хроматографического анализа и разрабатывались новые принципы сорбционного разделения веществ. [c.6]

Установление сорбционного ряда на окиси алюминия для хроматографии дало возможность разработать новый метод качественного анализа, основанный на разделении веществ с учетом их сорбируемости на сорбенте и тем самым исключить использование сероводорода для разделения неорганических ионов [53]. Метод широко используется для качественного определения и количественного разделения веществ. Сорбционные ряды, установленные различными авторами, приведены в табл. И, Относительная избирательная сорбируемость ионов на том или ином сорбенте зависит от ряда факторов приро- [c.175]

Разделение и анализ веществ хроматографическими методами основаны на распределении веществ между двумя фазами, из которых одна неподвижная (стационарная), а другая — подвижная, продвигающаяся вдоль первой. Разделение происходит в том случае, если стационарная фаза проявляет различную сорбционную способность в отношении ионов или молекул разделяемой смеси. Обычно неподвижная фаза — это сорбент с развитой поверхностью, а подвижная фаза — поток жидкости или газа. [c.107]

Ионообменники могут быть выполнены как на основе силикагеля, так и на полимерной основе. Механизм разделения в ион-эксклюзионной хроматографии определяется эксклюзией по Доннану, стерической эксклюзией и сорбционными процессами [3]. В этом методе в качестве ионообменника используется сульфированный полистирольный материал высокой емкости. Ион-эксклюзионная хроматография применяется для разделения слабых неорганических и органических кислот. Сильные кислоты не удерживаются и элюируют неразделенными, как несорбируемые компоненты. В комбинации с подходящими методами детектирования этот метод может применяться для разделения и определения аминокислот, спиртов, альдегидов и сахаров. [c.326]

Введение в раствор иона, занимающего промежуточное в ряду сорбируемости положение между ионами, подвергающимися разделению (метод интеркаляции), позволяет разделять ионы, близко расположенные в сорбционном ряду. [c.45]

Разработаны методы разделения ионов Сг(П1) и СгО на колонке с окисью алюминия [136, 312]. Сорбционная способность ионов на активированной А12О3 в НС1 и HN0з уменьшается в ряду [136, с. 93] Аз(П1) > 8Ь(П1) > В1(П1) > 8п(1У) > 8п(П) > > Сг(1П) > Ге(П1) > РЬ(П) > Си(И). Для хроматографического отделения Сг(П1) его совместно с другими металлами осаждают 8-оксихинолином или 8-оксихинальдином. Осадок растворяют в хлороформе, раствор разбавляют бензолом и пропускают через колонку с активированной окисью алюминия. Хром остается в растворе, в то время как другие металлы задерживаются на колонке [621]. Отделение Сг(И1), Со(И), 8г(И) от РО4 , 8О4 производят на колонке с окисью алюминия в СГ-форме [224, с. 278]. Метод группового разделения радиоактивных Сз 8г, Ва Мо, N1, Со и, А1 2г, Nb Ге, РЬ, Сг, Те РЗЭ Ни на А12О3 описан в [239, с. 87]. [c.141]

Выявление условий избирательной сорбции и элюции сорбированных веществ представляет собой основную задачу в области развития сорбционных методов разделения веществ. Изложенные в этом разделе закономерности охватывают лишь часть проблемы, связанной в той пли иной мере с использованием уравнений ионного обмена (I, 6), (I, 13) и (I, 15). Методы избирательной сорбции ионов, основанные на других принципах, изложены в последующих разделах. Необходимо отметить, что, помимо законов статики сорбции, определяющих возможность избирательно сорбировать ионы, при колоночном оформлении сорбционного процесса немаловажную, а пногда и решающую роль играют законы динамики сорбции, зачастую определяющие условия сорбции п элюции сорбированных веществ. [c.25]

Необходимо сказать, что в последнее время нам постоянно приходится отмечать недопустимые искажения фактов со стороны американских авторов, когда они пытаются дать исторический очерк возникновения и развития теории ионообменных процессов. В статьях этих авторов, а также и в книге, изданной под редакцией Находа, мы не увидим нигде имени гениального русского ученого М. С. Цвета, открывшего в 1903 г. способ разделения смесей веществ сорбционным методом. Известно, что важнейшие законы ионного обмена были даны К. К. Гедройцем (1908 —1932 гг.), труды которого в свое время были переведены и на английский язык этот русский ученый нигде не цитируется Находом. Уравнение ионного обмена было предложено независимо друг от друга в 1913 г. А. В. Раковским и Гансом. Умалчивая о работах этих ученых, а также о работах Липатова, Прянишникова,. ТГуковникова,, Гапона и Никольского, Наход неверно и тенденциозно излагает историю развития хроматографии. Правильное освещение вопроса читатель найдет во вступительной статье, написанной Е. Н. Гапоном к сборнику Хроматографический метод разделения ионов (Издат-инлит, 1949). [c.6]

Установление сорбционных рядов неорганических ионов на оксиде алюминия дало возможность К. М. Оль-шановой разработать ионообменно-хроматографический метод качественного анализа катионов, основанный на разделении целого ряда веществ при помощи этого сорбента [71, 83—85]. [c.142]

Хроматографические сорбционные методы различаются по следующим признакам в зависимости от агрегатного состояния среды, в которой производится разделение, различают газовую, газожидкостную и жидкостную хроматографию. В качестве подвижной фазы используюг газ [12], флюид [13] или жидкость [14, 15]. По-видимому, в будущем будет также возможно использовать в качестве подвижной фазы поток ионов или других заряженных частиц. [c.52]

Применение сорбционных методов (молекулярной адсорбции, ионного обмена) позволяет в несколько десятков раз сокращать объемы растворов на первой стадии очистки, так как сорбция антибиотиков может производиться с емкостью, составляющей десятки и сотни граммов антибиотиков на грамм сорбента. Создание специфических, избирательно сорбируюпгих вещества ионообменных смол, большое разнообразие ионитов, возможность их направленного синтеза позволили разработать многочисленные варианты сорбционных методов выделения и очистки разнообразных классов 1 еществ. Развитие теории сорбции и хроматографии открыло новые возможности для обоснованного выбора эффективного метода извлечерпш многих антибиотических веществ. Ввиду этого весьма важно дать систематическое изложение основ теории сорбции и хроматографии и приложения этих методов к проблеме извлечения, разделения и очистки антибиотиков. [c.5]

С другой стороны, разделение диполярных ионов и других типов ионов может быть осуществлено с большей эффективностью при использовании специфических сорбционных свойств диполярных ионов. Например, комбинацией сорбционных процессов на солевой и водородной форме смол можно осуществить разделение полностью диссоциированных катионов и диполярных ИОВОВ. Используя способность диполярных ионов сорбироваться из ацетоновых, но не иа водных растворов, можно также осуществить разделение ряда классов веществ. Имеются и другие возможности применения теорип сорбции диполярных ионов для создания методов очистки веществ подобного рода на основе явления сорбции, как это показано далее, при рассмотрении сорбции альбомицина. [c.37]

Применение катионитов. Лантаноиды и актиноиды, как, впрочем, и другие элементы, сорбционным методом можно разделять разными способами. Наиболее просто разделяются ионы, различающиеся зарядом. Разделение разнозарядных ионов основано на том, что многозарядные ионы из умеренно концентрированных и разбавленных растворов сорбируются намного прочнее ионов с меньшим зарядом. Поэтому для разделения возможно использовать сульфокатиониты типа КУ-2 или дауэкс-50. [c.358]

Сорбционные (хроматографические) методы разделения циркония и гафния основаны на различии в свойствах молекулярных и ионных их соединений при сорбции из растворов на адсорбентах и ионообменных смолах, а также десорбции их растворами комплек-сообразователей. [c.61]

Использование ионообменных смол в качестве среды для электромиграции является новым вариантом хорошо известных методов разделения растворенных веществ с помощью электромиграции [69]. По сравнению с растворами смолы имеют преимущества в отсутствии конвекционных помех и возможности непосредственного охлаждения текущей водой. Высокая сорбционная емкость смол и стехиометрическое связывание ионов являются также благоприятными факторами. Вследствие определенного связывания ионов с веществом разница отрицательной подвижности двух ионов иногда в смоле больше, чем в водных растворах. Например, отношение отрицательных подвижностей данной щелочи и данного щелочноземельного иона в смоле типа Нептон R-51 гораздо больше (как видно из рис. [c.175]

Использование ионообменных смол в качестве среды для электромиграции является новым вариантом хорошо известных методов разделения растворенных веществ с помощью электромиграции [69]. По сравнению с растворами смолы имеют преимущества в отсутствии конвекционных помех и возможности непосредственного охлаждения текущей водой. Высокая сорбционная емкость смол и стехиометрическое связывание ионов являются также благоприятными факторами. Вследствие определенного связывания ионов с веществом разница отрицательной подвижности двух ионов иногда в смоле больше, чем в водных растворах. Например, отношение отрицательных подвижностей данной щелочи и данного щелочноземельного иона в смоле типа Нептон R-51 гораздо больше (как видно из рис. 5), чем в водных растворах их хлоридов. Разница в подвижности дает возможность применять эти методы разделения. Разделение может проводиться на вращающемся колесе. Для этого мембраны из смолы, на которые адсорбированы подлежащие разделению ионы, помещают на колесо, вращающееся во время их миграции под влиянием электрического поля со скоростью. равной средней скорости миграции разделяемых ионов в направлении, противоположном движению последних [63]. По-принципу устройства оно напоминает беличье колесо. Оно харак- [c.175]

Гельферих ввел понятие лигандный обмен , продемонстрировав способность координированных ионом никеля лигандов одного типа обратимо замещаться лигандами другого типа и предложил использовать процессы комплексообразования в хроматографии. Под лигандообменной хроматографией в настоящее время понимают такие хроматографические процессы, в которых взаимодействие разделяемых соединений со стационарной фазой осуществляется путем образования лабильных координационных связей в координационной сфере комплексообразующего иона металла [148], причем катионы металла должны прочно удерживаться стационарной фазой за счет ионных связей, как это имеет место в случае сульфокатионитов и карбоксилсодержащих смол, или, еще лучше, за счет хелатирования стационарными лигандами , например, иминодиацетатными группами. Координационные связи имеют вполне определенную пространственную направленность и фиксируют донорные атомы подвижных лигандов на строго определенных расстояниях. Благодаря столь жестким требованиям , предъявляемым к геометрии сорбируемых соединений, лигандообменная хроматография оказалась исключительно эффективным методом разделения соединений, близких по своим физико-химическим свойствам, в частности геометрических изомеров, гомологов и даже оптических изомеров. Так, рацемические а-аминокислоты были успешно разделены на оптически активные компоненты хроматографией на сорбенте с привитыми группировками -пролина в присутствии ионов меди. Структура сорбционного комплекса , образуемого стационарным лигандом, ионом металла и [c.248]

Успешное развитие аналитической экспрессной системы контроля качества нефтяных и водных продуктов основано на методах авто-детекторной хемосорбционной индикаторно-жидкостной хроматографии. Сущность этих методов заключается в применении индикаторных сорбентов, обеспечивающих хроматографическое разделение анализируемых продуктов и детектирование образующихся зон адсорбции определяемых компонентов и примесей в индикаторных трубках. Производство индикаторных сорбентов было налажено на Щелковском химкомбинате, заводе Диатомит и Сорбполимере . Индикаторные сорбенты получают на основе ионного обмена и хемо-сорбционного комплексообразования в водных растворах индикаторов с последующей дегидратацией конечной продукции. В процессе ионного обмена в качестве модификаторов используются соли различных металлов, среди которых получили применение кобальт и серебро, обеспечивающие голубую, фиолетовую и розовую окраску индикаторных сорбентов. Для получения индикаторных сорбентов берут фракцию с крупностью 0,05-0,15 мм при соотношении сорбент модификатор — I 30, температуре 50-70°С, продолжительности модификации 30-50 мин. Дегидратацию проводят при 110 5 С в течение [c.121]

Жидкостная Л. х. примен. для разделения в-в, способных образовывать комплексы,— аминов, карбоновых к-т, спиртов, серусодержащих соед. и др. Детектором в этом случае служит проточный спектрофотометр. Образование сорбционного комплекса — селективный процесс, поэтому Л. х. особенно эффективна при разделении изомеров, в т. ч. энантиомеров. Напр., на смолах с группами оптически активных и-аминокислот, координиров. с ионами Си +, разделяют энантиомеры аминокислот, оксикислот, аминоспиртов, диаминов. На карбоксильных и иминодиацетатных смолах с ионами Са- + илн NP+ разделяют и анализируют нуклеиновые основания и нуклеотиды. Методом газовой Л. х. на сорбентах, содержащих, напр., соли Ag+, разделяют олефины и аром, соединения. Тонкослойная Л х. примен. для разделения стероидов и липидов. [c.300]

Для работы используют обычно колоночный метод, поскольку операции в периодически действующей аппаратуре имеют тот недостаток, что иоиы удаляются из раствора не полностью даже в присутствии избытка смолы причина этого заключается в слабой адсорбции ионов такой смолой. При работе по колоночному методу раствор, подлежащий разделению, вводят в колонку до тех пор, пока ее сорбционная (по ионам) емкость не будет как можно полнее исчерпана. Таким образом можно отделить от ионов растворенные в воде неэлектролиты, подвергая их затем фракционировке на индивидуальные компоненты. [c.137]

Особенностью развития хроматографии в последние 10—15 лет является не только усовершенствование известных ее вариантов, но и разработка принципиально новых, что позволило не только в значительной степени расширить круг исследуемых объектов, но и принципиально по-новому рассматривать хрома-тографию как научную дисциплину. Действительно, разработка таких вариантов, как хроматография в потоке в поле сил (однофазная хроматография), гель-хроматография, хромадистил-ляция и т. д., показывает, что по мере развития хроматографии некоторые элементы, которые считались ее непреложными атрибутами, перестают быть таковыми и остаются характерными лишь для частных случаев. Это относится даже к необходимости наличия двух фаз и к сорбционным явлениям. Все шире хроматографическому разделению подвергаются не только молекулы или ионы, но также неорганические и органические надмолекулярные структуры (вплоть до вирусов). В то же время традиционные варианты хроматографии ни в коей степени не утратили своих позиций. Прежде всего тот высокий теоретический, методический и аппаратурный уровень, которого достигла газовая хроматография, во многом послужил основой для развития жидкостной молекулярной хроматографии, которая за самое последнее время прошла огромный путь, превратившись Б высокоэффективный автоматизированный метод. То же в определенной степени можно сказать о тонкослойной хро-.матографии и ряде других вариантов. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология