Ионообменные смолы структура

К наиболее слабокислотным катионитам следует отнести некоторые феноло-формальдегидные смолы. Ионообменные смолы этого типа отличаются очень малой скоростью установления сорбционного равновесия (равновесие устанавливается не ранее, чем через 200—400 ч), поэтому они не нашли практического применения. Однако феноло-формальдегидные смолы можно модифицировать, сообщая им высокую кислотность введением в структуру смолы сульфогрупп. Сульфированию подвергают либо исходный фенол, либо смолу на промежуточных стадиях ее образования. Такими путями были получены полифункциональные катиониты марки КУ-1, МСФ (отечественного производства), вофатиты Р и Д, амберлит Ш-100, дауэкс-30 и др. [c.65]

Рис. III.i. Схематическое изображение структуры синтетической ионообменной смолы

Иониты. Эти адсорбенты представляют собой как природные, так и синтетические неорганические и органические вещества. К природным ионитам относятся цеолиты, глинистые минералы, ископаемые угли и др. Синтетическими ионитами являются плавленые цеолиты и молекулярные сита (цеолиты с правильной кристаллической структурой), ионообменные смолы, активированные минералы и органические вещества и др. [c.565]

В зависимости от знака заряда противоиона, вступающего в обмен, различают катиониты и аниониты. Катиониты обменивают катионы, аниониты — анионы. Наибольшее значение имеют органические иониты из синтетических ионообменных смол, образующие структуру пространственной сетки. Сетка полимера, заполненная раствором, является как бы одной гомогенной фазой, в узлах которой закреплены ионы одного знака. Противоионы находятся в растворе внутри сетки и способны обмениваться. Активные группы у катионообменных смол —ЗОзН, — СООН, —ОН, —РО3Н2 и др. Анионообменные смолы содержат аминогруппы. В общем виде ионный обмен на границе ионит—раствор можно выразить уравнением [c.252]

Важное значение в связи с получением дистиллированной воды для использования в различных областях техники и химической технологии и в связи с опреснением морской воды приобрело использование ионообменных процессов для полного удаления из воды ионов — обессоливание воды. Для обессоливания используются высокоэффективные органические ионообменные смолы с емкостью обмена, достигающей 10 г-экв/кг. Ионообменные смолы представляют собой полиэлектролит, цепи которого сшиты в единую трехмерную сетку. Такая структура обеспечивает высокую механическую прочность гранул и мембран из ионообменных смол. В воде смолы набухают, и все ионогенные группы в объеме гранул становятся доступными для ионов, растворенных в воде. [c.213]

Обмен ионов характерен также для высокомолекулярных полиэлектролитов и в первую очередь для ионообменных смол, представляющих собой сплошную пространственную сетку (каркас) полимера, в узлах которой равномерно закреплены ионы одного знака (аналогичные ионам внутренней обкладки) подвижные противоионы находятся в растворе внутри сетки и являются обменными. Сетка полимера, заполненная раствором, рассматривается в настоящее время как одна гомогенная фаза поэтому представления о границе раздела фаз и адсорбции в этих системах теряют физический смысл. Тем не менее законы ионного обмена являются общими для таких полиэлектролитов и для типичных гетерогенных адсорбентов. Поэтому все поглотители, для которых характерен процесс эквивалентного обмена подвижных ионов, в то время, как ионы другого знака закреплены в структуре, носят общее название ионитов. [c.124]

Синтетические ионообменные смолы отличаются как по структуре углеводородного скелета — матрицы , — образованного макромолекулами, так и по типу ионогенных групп, присоединенных к матрице и определяющих обменные свойства смолы либо как катионита, либо как анионита. Если матрица несет отрицательный заряд, обусловленный фиксированными на ней анионами, и замещаемые ионы — противоионы — заряжены положительно (например, водородные ионы или катионы металлов), смола является катионитом. Если матрица заряжена положительно и подвижные противоионы несут отрицательный заряд, смола является анионитом. [c.52]

Наряду с сильно- и слабокислотными, сильно- и слабоосновными ионообменными смолами, известны амфотерные иониты, содержащие в своей структуре одновременно кислотные и основные ионогенные группы. [c.54]

Роль структуры ионообменной смолы видна также из опытов по изучению самодиффузии, т. е. процесса перераспределения одноименных ионов между раствором, содержащим эти ионы, и ионитом, насыщенным этими ионами (рис. 29). Так, самодиффузия стронция, меченного изотопом 8г, из растворов в насыщенные стронцием катио- [c.101]

По прогнозам общее потребление стирола в капиталчагтаческих странах возрастает с 6,9 млн. т в 1974 г. до 10,1 млн. т в 1978 г. и до 15,4 млн. т в 1984 г. [13]. Полистирол общего назначения и ударопрочный используется в автомобилестроении, электро- и радиотехнике, строительной промышленности, при производстве бытовых товаров и упаковки. По данным [3], производство его в США с 2,27 млн. т в 1975 г. возрастет до 5,8 млн. т в 1985 г. и до 11 млн. т в 2000 г. Высокой термо- и химической стойкостью обладают сополимеры стирола с акрилонитрилом и бутадиеном (смолы АБС и САН). Вместе с дивинилбензолом в виде стиролдивинилбензольных сополимеров стирол используется в производстве ионообменных смол. Наконец, достаточно крупным остается производство бутадиенстирольного каучука. Структура потребления стирола в США дана ниже [13] [c.57]

Хроматография в тонких слоях. Одним из недостатков хроматографии на бумаге является зависимость процесса разделения от структуры и свойств бумаги. Эти качества довольно трудно воспроизводимы. Для разделения веществ затрачивается много времени. Метод хроматографии в тонком слое (ХТС), предложенный советскими учеными Н. А. Измайловым и М. С. Шрайбер (17], по технике выполнения являющийся новым вариантом распределительной хроматографии, устраняет многие из этих затруднений. Применение самых разнообразных материалов делает метод поистине универсальным. Вместо волокон целлюлозы в распоряжении исследователя находятся порошки различных сорбентов окись алюминия, силикагель, ионообменные смолы, обеспечивающие высокую скорость фильтрации растворов [18]. [c.80]

В первом случае каждую молекулу смолы можно рассматривать как анион очень больших размеров, неподвижный, нерастворимый, связанный с ионами водорода или металла, способными вступать в обменные реакции. Ионы водорода (металла) могут находиться не только на поверхности зерна, но и входить во всю его объемную структуру. При набухании зерна ионообменной смолы во- [c.151]

Важными характер11стнками ионитов являются их химическая стойкость и механическая устойчивость. Практически ценной характеристикой является стойкость к кислотам, щелочам и окислителям, под дейстЕ)ием которых может разрушаться структура ионита. Химическая стойкость оценивается по потере обменной емкости. Как уже отмечалось, из ионообменных смол менее химически стойки ноликонденсационные смолы. Еще менее стойки к кислотам и щелочам неорганические иониты. Вместе с тем они обладают, например, большой радиационной устойчивостью. [c.169]

Ионообменные смолы получают поликонденсацией или полимеризацией. Благодаря образованию поперечных связей между макромолекулами полимера, иониты обладают объемной сетчатой структурой, с размещением в определенных местах активных групп, способных к ионному обмену. [c.361]

Таким образом, с помощью мессбауэровской спектроскопии можно получить информацию, необходимую для определения структуры химических соединений, выявления тонких деталей химической связи и описывать быстрые реакции. Возможно и чисто аналитическое применение, которое в дальнейшем будет расширяться. Чувствительность метода позволяет даже исследовать динамику атома примеси при концентрации 10- % (ат.), изучать радиационные и другие дефекты в материалах (в том числе на поверхности высокодисперсных систем и в пленках), механизм воздействия ультразвука и радиочастотных колебаний на параметры технологических процессов, диффузию атомов в твердых телах и на их поверхности. Установлено, например, что ионы Ре -ь, локализованы на поверхности силикагеля и цеолита даже после адсорбции воды, в то время как в ионообменной смоле КУ-2 после адсорбции воды ионы Ре + диффундируют в поры смолы, образуя диффузный слой, компенсирующий отрицательный заряд сульфогрупп. По-видимому, большое значение будут иметь методы определения состояния элементов с переменной степенью окисления (табл. 31.8), выявления фаз, включенных в сложные композиции в незначительных количествах, и др. [c.748]

Ионообменные смолы. Ароматические диамины, аминофенолы и амины, подобно фенолу, легко вступают в реакцию пол и конденсации с формальдегидом. При определенном соотношении компонентов, а также pH среды получаются высокомолекулярные соединения с сетчатой пространственной структурой. Обычно это черные или темно-бурые стекловидные вещества, нерастворимые в воде и других растворителях. В воде и водных растворах солей и кислот они набухают. [c.499]

Практическое применение в аналитической химии получили синтетические ионообменные смолы они представляют собой высокополимерные соединения с сетчатой или трехмерной структурой строения. [c.345]

Сорбционную очистку сточных вод от ПАВ с помощью ионообменных смол широко применяют для очистки промышленных сточных вод. Р1онообменные материалы — твердые, не растворимые в воде вещества, в структуру которых входят группы атомов, песуииш электрический заряд, скомпенсированный подвижными ионами иротивополож1юго знака. Эти противоионы способны замещаться поиамп того же знака, находящимися в растворе. Ионообменные процессы с участием ПАВ отличаются рядом специфических свойств, не характерных для ионного обмена неорганических веществ [c.219]

В качестве катализаторов заманчиво использовать макросет-чатые ионообменные смолы, обладающие жесткой и пористой структурой. При низких температурах они проявляют высокую активность в ряде реакций, катализируемых кислотами, хотя не активны в процессе алкилирования изопарафинов олефинами, поскольку на них не протекает гидридный перенос. Кислотность этих соединений, однако, можно увеличить за счет образования комплексов с какой-нибудь кислотой Льюиса. Такой подход использован в работе [8], где было найдено, что алкилирование изопарафинов олефинами катализируется гелями ионообменных смол, содержащих трифторид бора. Эффективность этих каталитических систем, однако, недостаточна, так как гели не способны набухать в углеводородах. Эти ограничения отсутствуют в случае макро-сетчатых ионообменных смол. [c.73]

Ионообменные смолы получают дву> я методами поликонденсацией нли полимеризацией. В обоих методах процесс синтеза состоит из трех стадий 1) получение линейных полимеров, 2) образование сетчатой структуры из отдельных линейных полимеров с помощью мостнкообразователей, 3) введение в макромолекулы активных (ионогекных) групп. Активные группы могут находиться уже в исходном мономере или их вводят в него перед построением матрицы. В качестве примера синтеза катионообменных поликоп-денсационных смол можно привести поликонденсацию фенола с формальдегидом [c.165]

Характерным свойством понптов является набухаемость при контакте сухого ионита с раствором. Особенно сильно набухают синтетическпе ионообменные смолы. Основной причиной набухания ионитов в воде является наличие гидрофильных функциональных групп. Умеренное набухание ионитов является положительным фактором, способствующим функционированию ноногенных групп, находящихся внутри зерна ионита. Количественной характеристикой набухания является степень набухания ионитов. Степень набухания определяется отношением разности объемов набухшего и сухого ионита к массе сухого ионита. Набуханию препятствуют силы упругости трехмерной структурной сетки (матрицы), которые растут с увеличением степени сшивки полимера (т. е. с увеличением количества вводимого при синтезе мостикообразователя). Набуханию способствуют большая обменная емкость, гидратация противоионов и разбавление раствора (увеличение термодинамической активности растворителя). Неорганические иониты набухают очень слабо и удерживают растворитель в полостях кристаллической структуры. [c.169]

Эластическими свойствами отличаются студни с коагуляцион-ной структурой, примером которых являются студни желатины, агара, мучное тесто. Такие студни образуются в растворах линейных и разветвленных ВМС в не очень хороших растворителях. В хороших растворителях студни обычно ие образуются. Студни с коагуляционной структурой могут разрушаться с повьплением температуры и переходить в состояние раствора. Этот ироцесс называется плавлением студня. Студни конденсационного типа образуются ири трехмерной полимеризации в растворе или в результате набухания пространственного полимера. Химические связи между макромолекулами не разрушаются прн нагревании, поэтому такие студни не плавятся. Типичным примером студней с конденсационной структурой являются ионообменные смолы, степень набухания которых находится в прямой связи со степенью сшивки пространственной сетки. [c.381]

Крашение шерсти напоминает процессы, протекающие в ионообменных смолах. Кератин шерсти, образующий за счет остатков цистина сетчатую структуру, является цвиттерионом. В качестве основания он обладает эквивалентным весом 1200 и окрашивается в уксуснокислом растворе красителями, имеющими кислотные группы. В результате двойного обмена соли шерсти с натриевой солью сульфо-кислотного красителя последний связывается в виде соли и в процессе крашения примерно при 90° медленно диффундирует в шерстяное волокно. Небольшие молекулы красителя, например моноазосоединения или производные аминоантрахинона с одной сульфогруппой в молекуле, дают очень ровные выкраски по шерсти соединения с двумя сульфо-группами закрепляются сильнее и поэтому более прочны к стирке (суп-раноловые или полярные красители), но зато дают менее ровные выкраски. Большое значение для крашения шерсти имеет, кроме того, способность некоторых красителей (см. стр. 608) образовывать с солями хрома комплексные соединения, очень прочные к стирке и свету. [c.600]

В технике наиболее часто применяются органические синтетические иониты — ионообменные смолы, представляющие собой аморфные полимеры с сетчатой структурой. Ионообменные смолы могут быть катионитами (фенолформальдегид-ные, полистирольные смолы) и анионитами (полиаминовые, ами-ноформальдегидные смолы и др.). [c.230]

По строению полимерного каркаса различают ионообменные смолы гелевой структуры и макропористые. В гелевидных смолах отсутствуют пустоты, заполняемые воздухом или жидкой средой. Они способны к ионному обмену только после набухания, т, е. проникновения молекул растворителя в пространство между полимерными звеньями. [c.220]

Ионообменные смолы. Эти ионообменники различают как по структуре углеводородного каркаса , не принимающего участия в обмене ионов, но в значительной степени определяющего физические свойства ионита, так и по природе ионогенных групп, присоединенных к каркасу (матрице). Чем менее жесткой является структура матрицы, тем больше набухает ионит при контакте с растворителем, молекулы которого проникают вглубь ионита, обеспечивая возможность протекания ионообмена во всем объеме частицы сорбента. Изменяя пространственную структуру и жесткость матрицы сорбента, можно создавать своеобразные молекулярные сита , доступные или не доступные для обмена ионов в зависимости от ионных радиусов последних. Строение матрицы определяет также скорость ионообмена, химическую и термическую устойчивость ионита. [c.155]

Ионообменные смолы получают методом поликонденсации или сополимеризации растворимого мономера с сшивающим агентом (например, конденсация фенола с формальдегидом или со-полимеризация стирола с дивинилбензолом). При этом активные группы —остатки кислот или оснований — либо содержатся в исходном мономере, либо их вводят в структуру готового по-лимера путем специальной обработки (сульфирование, аминиро-вание полимеров и т. п.). [c.667]

По структуре ионообменные смолы подразделяют на гелевидные и макропористые. В макропористых ионообменниках идет гетерогенный обмен ионами на поверхности пор. Их средний радиус чаще всего находится в пределах 0,01—0,1 мкм. Скорость обмена существенно зависит от пористости зерен, хотя она обычно и не влияет на их обменную емкость. Чем больше объем и размер пор, тем быстрее внутренняя диффузия. Суммарный удельный объем пор составляет доли кубического сантиметра на грамм зерен, а удельная поверхность измеряется десятками, а иногда достигает сотен квадратных метров на грамм зерен. [c.303]

Гидроокись циркония, высушенная не при очень высокой температуре, обладает ионообменными свойствами. В нейтральной и кислой средах она действует как анионообменник, в щелочной среде способна к катионному обмену. Ионообменные свойства гидроокиси усиливаются, если она содержит в структуре анионы многоосновных кислот НзЗ, Н2С2О4, Н2СЮ4, особенно Н3РО,. Иониты на основе гидроокиси и аморфной двуокиси циркония выгодно отличаются от органических ионообменных смол большей емкостью, высокой механической прочностью, устойчивостью к действию кислот, щелочей и радиации, селективностью и тем, что сохраняют ионообменные свойства до 200° [12, 15, 24, 59—63]. [c.284]

Исследовате,ли, работающие в области синтеза ионообменных смол, давно стремились создать такие сорбенты, которые по пOj)И-стости приближались бы к лучшим сортам активных углей. Эгу Проблему безуспешно пытались решить путем уменьшения частоты сетки в самом скелете сополимера и использования других мономеров. Плодотворными ока.зались способы, связанные с изме нением техники сополимеризапии и структуры ионита, [c.513]

Представляет интерес исследование таких структур с помощью прямых структурных методовНа рис. 242 ттредставлспы электронно-микроскопические фотографии макропористой и стандартной ионообменных смол, Из рис. 242 а видно, что стандартная смола бессгруктурна, на рис. 242,6 просматриваются пустые пространства — поры (см. стр. УП1). [c.517]

Ионитовые мембраны бывают трех типов гомогенные, изготовленные из одной ионообменной смолы гетерогенные, получаемые прессованием тонкоизмельченной ионообменной смолы и инертного связующего, и интерполимерные, получаемые смешением ионообменной смолы и связующего, имеющего линейную структуру. Последний тип мембран, изготавливаемых из хорошо растворимых в воде полиэлектролитов и нерастворимых инертных веществ, не получил распространения вследствие дефицитности исходных полнэлектролитов и их вымывания в процессе эксплуатации. [c.21]

Полистирольные ионообменные смолы для ВЭЖХ зернением 10 мкм и менее обладают селективностью и стабильностью, но сетчатая структура их, характеризующаяся расстоянием между узлами сетки 1,5 нм, что значительно меньше размера пор применяемого для адсорбционной хроматографии силикагеля (10 нм), замедляет массо-обмен и, следовательно, значительно снижает эффективность. Применяемые в ВЭЖХ ионообменные смолы представляют собой в основном сополимеры стирола и дивинилбензола. Обычно добавляют 8—12% последнего. Чем больше содержание ди-винилбензола, тем больше жесткость и прочность полимера, выше емкость и, как правило, селективность и тем меньше набухаемость. [c.32]

На установках для очистки воды I контура от применяемых ионитов требуется повышенная стойкость при высоких температурах. Увеличить стойкость ионитов в гелевой форме можно путем специальной обработки этих смол и переводом их в макросетчатую форму. Мак-росетчатые иониты сочетают в себе свойства ионообменных смол со структурой пор и пористостью обычных классических поглотителей (кремнезем, глинозем и др.). Макропоры такого ионита имеют диаметр более 200 А [218]. В качестве примера в табл. 29 приведено сравнение макросетчатого (МС) катионита амберлит-200 и гелевого катионита амберлит IR-120. [c.142]

Характеризуют И. спец. параметрами, количественно описывающими способность к обмену и селективность при обмене в многокомпонентном р-ре. Важнейшей количеств, характеристикой И. является обменная емкость-суммарное кол-во противоионов, приходящихся на единицу массы или объема И., в мг-экв/г(мл) или ммоль/г(мл). В зависимости от условий определения различают статич. и динамич. емкость. Коэф. распределения Р характеризует способность И. концентрировать извлекаемый компонент Л-, Р-отношение концентрации этого компонента в И. (с ) к его равновесному содержанию в р-ре (с ) Р = j . Для характеристики сродства (избирательности) И. к определенному иону или компоненту р-ра используют предельный коэф. распределения Р при с -> 0. См. также Ионный обмен. Избирательность зависит от структуры И., хим. строения ионогенных групп и от того, в какой форме извлекаемый ион находится в р-ре (напр., от степени его гидратации, размера, степени сольватации ионогенными и функц. группами). Макс. сольватация сорбируемого иона в фазе И. обеспечивает высокое сродство И. к этому иону. При сорбции крупных и сильно гидратир. ионов избирательность может определяться кол-вом и размером пор И., к-рые для синтетич. орг. И. зависят от типа и кол-ва сшивающего агента и инертного р-рителя, использованных при синтезе (см., напр.. Макропористые ионообменные смолы). [c.256]

ИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ (сетчатые полиэлектролиты, ионообменные сорбенты, ионообменные полимеры), синтетич. орг. иониты. Твердые нерастворимые, ограниченно набухающие в р-рах электролитов и орг. р-рителях полимеры, способные к ионному об.меиу в водных и водно-орг. р-рах. По структуре-сетчатые полимеры (наз. матрицей, каркасом), содержащие ионогенные группы последние способны диссоциировать на фиксированные (полимерные) ионы и эквивалентное число подвижных ионов противоположного знака-противоионы. [c.264]