Фиксированный ион

Из-за ограниченного набухания в ионитах объемная концентрация фиксированных групп обычно очень значительна [37]. Концентрация фиксированных ионов (гидрофильных групп) и количество поперечных связей в основном определяют степень набухания, от которой зависит подвижность противоионов, а значит, и скорость обмена. Строение матрицы определяет также химическую и термическую стойкость ионообменных смол. [c.53]

Наряду с отмеченными эффектами при контакте полярного растворителя с ионитом наблюдается сольватация ионов, обусловленная электростатическим взаимодействием заряженных ионов с ди-польными молекулами растворителя. Чем меньше дипольный момент растворителя, тем меньше склонность ионита к сольватации. С уменьшением диэлектрической постоянной растворителя увеличивается электростатическое взаимодействие между противоположно заряженными ионами, что способствует образованию ионных пар и ассоциации, а также уменьшению осмотической активности ионов и разности осмотических давлений. Все эти факторы уменьшают степень набухания, но при этом силы отталкивания между фиксированными ионами возрастают до тех пор, пока не будут нейтрализованы в результате ассоциации с противоиона-ми [1]. [c.374]

Ионообменная очистка основана на способности ионообменных смол (ионитов) удерживать те загрязнения, которые в растворенном состоянии диссоциируют на ионы. Иониты получают путем полимеризации и поликонденсации органических веществ они представляют собой твердые гигроскопичные гели, не растворимые в воде и углеводородах. В высокомолекулярной пространственной решетке ионита закреплены фиксированные ионы. Заряды этих ионов компенсируются зарядами противоположного знака, принадлежащими подвижным ионам (противоионам), расположенным в ячейках решетки и способным к обмену с ионами раствора электролита. Иониты, содержащие активные кислотные группы и подвижные катионы, способные к обмену, называются катионитами, а иониты с активными основными группами и подвижными анионами — анионитами. [c.125]

Здесь К — матрица ионита Ап и К1+ — фиксированные ионы матрицы. [c.101]

Избирательность ионита в значительной степени зависит от заряда обменивающихся ионов. Так, многозарядные ионы, как правило, сорбируются более избирательно, что может быть объяснено возрастанием энергии взаимодействия многозарядных противоионов с фиксированными ионами ионита. Из уравнения (П1.3) можно сделать вывод о том, что уменьшение концентрации ионов в растворе при сохранении постоянства отношения их концентраций приводит к увеличению сорбции ионов с большим значением заряда. [c.103]

Марки ионитов, выпускаемых различными отечественными и зарубежными фирмами, а также важнейшие свойства ионитов можно найти в [8]. Общей системы номенклатуры ионитов пока не существует. В СССР их названия образуют из начальных букв слов, указывающих знак заряда фиксированного иона и свойство ионита. Так, катиониты имеют начальную букву К, аниониты — А. КУ означает катионит универсальный, КФ — катионит фосфорнокислый, КБ — катионит буферный, АВ — анионит высокоосновной, АН — анионит низкоосновной и т. д. Принято также названия марок ионитов образовывать из начальных букв соединений, служащих сырьевой базой при синтезе ионитов. Так, ММГ означает, что данный ионит синтезируется из меламина, мочевины и гуанидина, СДВ —стирола и дивинилбеизола, ЭДЭ — этилеидиамина и эпи-хлоргидрина. [c.116]

При контакте с растворителем ионит набухает. Это свойство особенно характерно для синтетических ионообменных смол. Обмен ионами в набухающем ионите характеризуется с точки зрения термодинамики изменением свободной энергии в результате переноса ионов В+ из раствора в ионит, связывания его с фиксированным ионом и эквивалентного переноса ионов А+ из ионита в раствор. Кроме того, изменение свободной энергии связано с переносом некоторого количества растворителя из раствора в ионит и обратно. В этом случае изменение свободной энергии АГ для обмена 1 мэкв [c.103]

При установлении мембранного равновесия ионные произведения противоионов по обе стороны мембраны должны быть одинаковыми, т. е. константа ионообменного равновесия должна быть равна единице. Термодинамическим условием равновесия должно быть равенство произведений концентраций катионов и анионов по обе стороны мембраны. Однако вследствие неспособности фиксированного иона ионита проникать в раствор, концентрация ионов, соответствующих по знаку заряда фиксированным ионам, будет разной, причем меньшей в ионите, чем в. растворе. Поэтому поверхность зерен ионита можно рассматривать как мембрану, не проницаемую для фиксированных ионов и проницаемую для обменивающихся ионов. [c.105]

Матрица ионита гидрофобна. Введение фиксированных ионов означает появление гидрофильных групп, вследствие чего матрица приобретает способность к набуханию, а смола превращается в полиэлектролит. По существу, зерно ионита является гигантской молекулой. Чтобы ее растворить, необходимо разорвать прочные связи С—С. Поэтому иониты нерастворимы в воде и во всех растворителях, не способных разрушить эти связи. Однако набухаемость синтетических ионитов ограничена благодаря наличию в полимерной молекуле поперечных связей, так называемых мостиков, или сшивки. [c.113]

Обменная емкость ионитов. К числу важнейших свойств ионитов относится их обменная емкость. Полная обменная емкость данного ионита является величиной постоянной и определяется, в первую очередь, числом фиксированных ионов в каркасе ионита. Поэтому в идеальных условиях полная обменная емкость Е[е зависит от состояния ионита и природы противоиона, а лишь от природы самого ионита. Б реальных условиях, однако, она зависит от ряда факторов, в частности от pH раствора. Это усложняет однозначное определение понятия обменной емкости. Кроме того, обменная емкость, определяемая в статических условиях, отличается от величины, полученной в динамических условиях. Поэтому при определении обменной емкости необходимо указывать условия, при которых она определена. [c.117]

Таким образом, в системе ионит — раствор первичному амину соответствует фиксированный ион —NH3, вторичному — =NH2. третичному — =NH ". Кроме того, может быть четырехзамещен-ный аммиак =N с избыточным положительным зарядом (четвертичное аммониевое основание). Реакция обмена ионов 0Н и С1- на анионите, например, с первичными аминогруппами, может быть записана следующим уравнением [c.668]

Здесь R означает каркас молекулы ионита, не участвующий в обмене, а Kat и Ап+—соответственно фиксированные ионы каркаса, нейтрализуемые подвижными ионами Н+ и 0Н . Они то и обусловливают обмен ионов твердой фазы на ионы раствора. [c.146]

Ионообменные смолы находят широкое применение в практике (для обессоливания воды, в качестве катализаторов, для аналитических целей и т. д.). Их основой является жесткая высокомолекулярная матрица (каркаса, сетки, скелета). Матрица включает фиксированные ионы о/ ного знака и пропитывается раствором, содержащим высокоподвижные противоионы и коионы - малоподвижные ионы того же знака, что и фиксированные ионы. [c.24]

Главным фактором, определяющим величину Ф, является плотность электрических зарядов вдоль цепи полимера. Причем с увеличением плотности зарядов Ф резко уменьшается. Все это означает, что противоионы не могут далеко отходить от фиксированных ионов. Сильное электрическое поле, возникающее при удалении противоионов от фиксированных ионов, препятствует их равномерному распределению по объему раствора. [c.212]

Для любого типа кислотной и основной ионогенной группы характерна определенная энергия связи между фиксированным ионом и различными противоионами. Поэтому для каждого ионита можно установить определенную последовательность ионов (противоионов) по возрастанию энергии связи, в которой последующий ион, в условиях равной концентрации, может вытеснять предыдущий. Для большинства ионитов установлены подобные ряды, характеризующие относительную сорбируемость той или другой пары ионов. Ионитовые смолы, обладающие слабокислотными или слабоосновными группами, отличаются большей избирательностью в ионообменных процессах. [c.59]

Важной особенностью карбоксильных катионитов является возрастание энергии связи фиксированных ионов к противоионам с ростом величины положительного заряда последних. Исключение составляют ионы водорода энергия связи карбоксильного катионита с протонами столь велика, что даже разбавленными кислотами легко могут быть вытеснены все катионы металлов, независимо от величины их заряда. С повышением содержания в смоле карбоксильных групп на единицу массы катионита различие в сорби-руемости катионов одновалентных и многовалентных металлов резко возрастает. Это облегчает хроматографическое разделение смесей разновалентных металлов, что весьма существенно для практического использования карбоксильных катионитов в анализе минералов и сплавов. [c.64]

Связь однозарядных и двузарядных противоионов с фиксированными ионами фосфорнокислых остатков является ионной. [c.66]

Сорбция ионов водорода или поливалентных ионов металлов карбоксильными смолами в Ыа-форме приводит к резкому уменьшению объема ионита, к его сжатию. Это связано с уменьшением гидрофильности ионита вследствие поглощения противоионов, обладающих повышенной энергией взаимодействия с фиксированными ионами смолы. [c.83]

Поливалентные ионы сорбируются, как правило, более избирательно, чем ионы с меньшей валентностью. Повышенная избирательность сорбции многозарядных ионов связана с возрастанием энергии взаимодействия противоионов с фиксированными ионами при увеличении зарядов взаимодействующих ионов. [c.92]

Природа и количество сшивающего агента играют чрезвычайно важную роль в сорбции воды и явлении набухания ионообменных смол. В той или иной степени сорбируют воду все иониты. Сорбция воды может идти из влажного воздуха и из растворов. Причина сорбции воды и набухания — наличие в ионите групп, фиксированных ионов и противоионов, взаимодействие их с водой, электростатическое отталкивание одноименно заряженных ионов. Все это приводит к стремлению полиэлектролита к растворению, ограниченному, однако, только поглощением воды и набуханием. Вода поглощается ионитом до тех пор, пока упругие силы полимерного каркаса, определяемые содержанием сшивающего агента, не уравновесят стремление воды растянуть каркас. Чем меньше сшивающего агента в ионите, тем больше его набухание и наоборот — чем больше сшивающего агента введено при синтезе, тем меньше набухает ионит. [c.669]

Величина допнановского потенциала тем больше, чем больше разница концентраций противоионов в ионите и в растворе. Вследствие этого доннановский потенциал растет с уменьшением концентрации раствора и с увеличением концентрации фиксированных ионов (степени превращения). Если пренебречь коэффициентами активности и давлением, то можно считать величину доннановско-го потенциала прямо пропорциональной логарифму отношения мольной концентрации адсорбированного ионитом электролита к мольной концентрации электролита в растворе и обратно пропорциональной валентности иона. Этим объясняется влияние величины заряда иона на адсорбцию. [c.373]

Если ионы имеют разные по величине заряды, то действует правило электроселектианости, в соответствии с которым из разбавленных растворов ионит предпочтительнее поглощает противоионы с большим зарядом. Например, для ионов одинакового размера сорбируемость увеличивается в ряду Na+< a +ионную пару образует фиксированный ион (на матрице) с проти-воионом (чем больше химическое сродство), тем выше селективность ионита к данному противоиону. 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 введения в них соответствующих активных групп. Например, иониты, содержащие группы SH, селективно сорбируют ноны, образующие нерастворимые сульфиды. С введением группы [c.171]

В основу объяснения свойств ионитов можно также положить так называемую мембранную теорию. Ее сущность состоит в том,, что в случае разделения двух растворов мембраной, не проницаемой по крайней мере для одного типа ионов, распределение при достижении равновесия проникающих сквозь мембрану ионов по обе ее стороны оказывается неодинаковым. Теория рассматривает ионит как мембрану. Такая мембрана, погрул<енная в раствор электролита, рассматривается как второй, более концентрированный раствор. В результате обмена ионами между раствором и ионитом устанавливается мембранное равновесие. При этом зерно ионита как бы выполняет роль мембраны, так как его фиксированные ионы не могут покинуть матрицу ионита и перейти в раствор. [c.105]

Синтетические ионообменные смолы представляют собой типичные гели. Их каркас, так называемая матрица, состоит из неправильной высокополимерной пространственной сетки углеродных цепочек. В матрице закреплены группы, несущие заряд, так называемые фиксированные ионы. У катионитов это чаще всего группы —sor, —С00 , —РОз ,—ЛзОз , у анионитов — группы [c.113]

Свойства синтетических ионитов в основном определяются числом и типом фиксированных ионов, типом подвижных ионов — противоионов, а также строением матрицы, особенно количеством по-пеперечных связей в ней. Числом гидрофильных групп и поперечных связей в матрице определяются наряду с другими факторами [c.113]

Синтез полимерных ионитов с наперед заданными свойствами может осуществляться несколькими путями поликонденсацией или полимеризацией. Вещество с сетчатой структурой, содержащее фиксированные ионы, можно синтезировать на основе мономерных органических электролитов. В другом случае ионогенные группы вводятся в готовый полимер. В процессе синтеза важно, чтобы пространственная решетка полимера была достаточно разветвлена и линейные цепи были соединены мел ду собой поперечными связями — мостиками . Исходными мономерами для синтеза обычно служат пара-замещенные фенолы и формальдегид, стирол и дивинил или дивинилбензол, этилендиампн и эпихлоргидрин, стирол и эфир двухатомного спирта и ненасыщенной кислоты и др. Варьируя основные мономеры и сополимеры, а такх-се ионогенные группы, создают большое разно-рН(рОН1 образие синтетических смол, обладаю-Рис. 111.4. Зависимость об- определенными, заранее заданными [c.114]

Фиксированными ионами катионитов П типа служат остатки слабых кислот —СООН, —ЗЮзН, —ОН и др., не диссоциирующие в сильнокислой среде. К ним относятся катиониты КБ-2, КБ-4, СТ-1, амберлит ИРЦ-50, вофатит Ц и др. [c.115]

Свойства анионитов II типа зависят от рОН раствора аналогично зависимости свойств катионитов от pH. Аниониты этого типа содержат в качестве фиксированных ионов группы —NH3OH, [c.115]

Возможности изготовления ионитов со специфическими свойствами на основе органических полимерных смол практически неог-раничены. Современный синтез позволяет варьировать тип и число фиксированных ионов в ионите, строение матрицы, а также число поперечных связей в ней. [c.116]

Способность к набуханию обусловливается стремлением частиц к гидратации и электростатическим отталкиваиием одноименнозаряженных фиксированных ионов. Набухание продолжается до установления равновесия между осмотическим давлением системы и противоположно направленной силой упругости эластичных углеводородных цепей. [c.194]

Здесь К — полимерный радикал, образующий вместе с ноногенной группой каркас ионита, а Ап и — ионогеиные группы или фиксированные ионы, обусловливающие заряд каркаса. [c.68]

Второй тип — иониты, проявляющие свойства слабых кислот или слабых основапий. Катиониты этого типа содержат группы, характерные для слабых кислот —СООН, —510 Н, фенольный гидроксил и др. Аниониты второго типа имеют в качестве фиксированных ионов [c.70]

Состояние ионообменного равновесия зависит от характера взаимодействия между фиксированными ионами и противоионами. Избирательность сорбции ионов из внешней среды (из раствора) проявляется тем значительнее, чем меньше диссоциация или растворимость образующихся соединений серебряной соли сульфокислоты, солей щелочноземельных металлов карбоновых кислот, внутрикомп-лексных соединений тяжелых металлов. [c.54]

Сульфокислоты КУ-2, СДВ и дауэкс-50 по свойствам и структуре незначительно отличаются друг от друга. Высокая скорость установления сорбционного равновесия, даже для образцов с малой набухаемостью, высокая химическая стойкость и достаточная механическая прочность ставят их в число лучших сульфокатиони-тов для хроматографических исследований в лабораторной практике. Однако пределы применения сульфокатионитов обусловлены высокой энергией связи фиксированного иона — ЗОз многими катионами, что затрудняет как хроматографическое разделение некоторых смесей катионов, так и регенерацию отработанной смолы. [c.64]

Отличие смол этого типа от других амфотерных ионитов заключается в том, что активные группы цепей, не связанных с матрицей смолы, обладают большой подвижностью и могут компенсировать электрический заряд фиксированных ионов смолы. Поэтому биполярная смола типа ретардиона, с одной стороны, способна сорбировать из раствора одновременно и анионы и катионы, а с другой стороны, не способна их прочно удерживать. [c.70]

Эти различия в црочности связи противоионов с фиксированными ионами матрицы ионообменника приводят к тому, что смесь разделяется в колонке на отдельные полосы — зоны сорбированных ионов Мец, Мещ и Meiv, пере- [c.119]

Набухание зависит также от природы противоиона и фиксированного иона. Сильногидратирующиеся противоионы вызывают большее набухание, чем слабогидратирующиеся. Слабокислотные (слабоосновные) иониты в Н- (ОН-) форме почти не набухают по сравнению с сильнокислотными (сильноосновными) ионитами, но при переводе в хорошо диссоциированную солевую форму их объем увеличивается (иногда в 3—4 раза) пропорционально степени нейтрализации и в соответствии с содержанием сшивающего агента. [c.669]

Различие рассеивающей способности этих ядер позволяет по трем нейтронограммам определить парциальные вклады в общее рассеяние парами атомов N3—Ыа, С1—С1 и N3—С1 расплава и тем самым получить наглядное представление о характере ближнего порядка в расплаве соли. Искомые структурные факторы показаны на рис. 11.1. Сопоставляя их, убеждаемся, что кривая аыа-с1 существенно отличается от двух других по положению и форме первого максимума. Ее нельзя получить сложением кривых аыа-ка и Ас1-с - Положение первого максимума кривой N3-01 соответствует большему значению 5, поэтому в расплаве ближайшими соседями фиксированного иона являются ионы противоположного заряда. [c.267]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология