Избирательность ионного обмена

Катионы при этом располагаются в ряд ЫН4+>Ь1+>К+>На+, а анионы — в ряд С1 >1 >Вг . Механизм подобного действия ионов при равной ионной силе в дисперсионной среде для катионов обусловлен избирательностью ионного обмена в торфе, а для анионов — воздействием на диффузионную подвижность влаги в материале [234]. [c.80]

Набухаемость характеризует изменение удельного объема ионита при погружении в раствор, а также при изменении состава и концентрации раствора. Набухание ионита влияет на скорость достижения ионообменного равновесия и на избирательность ионного обмена. Так, слабо набухающий ионит обменивает противоионы чрезвычайно медленно (однако в этом случае достигается более высокая избирательность обмена). [c.183]

Для характеристики избирательности ионного обмена наряду с коэффициентом избирательности используют также коэффициент распределения Кр, равный отношению равновесных концентраций исследуемого иона в ионите и в растворе. Связь Кр п К% может быть получена из уравнения (5.47). Например, для иона В имеем [c.186]

Какими способами можно увеличить избирательность ионного обмена [c.200]

Разделение ионов металлов является, как правило, результатом совместного действия двух факторов — избирательности ионного обмена и избирательности комплексообразования в растворе. Большинство ионов металлов в водном растворе взаимодействуют с общими анионами с образованием комплексов, и реакция сдвигается в сторону образования комплексов при добавлении неводных растворителей, понижающих диэлектрическую проницаемость. К этому мы вернемся несколько позже. Взаимодействие катионов с комплексообразующими анионами приводит к уменьшению положительного заряда катиона или изменению его до отрицательного, тем самым меняя его ионообменные свойства. В Случае комплексообразования при высоких концентрациях анионов, как, например, у хлоридов, ионы металлов вытесняются с катионитов и сорбируются анионитами. С этим связан успех хроматографического разделения некоторых очень важных систем. [c.185]

Для большинства реальных ионитов наблюдается существенное отклонение от идеальности, что особенно характерно для сорбции ионов органических веществ, которые благодаря своим большим размерам взаимодействуют между собой, входя в состав соседних резинатов. При этом (рис. 3.16) наблюдается отклонение от идеального поведения ионита (кривая 1), что демонстрируется кривыми 2 и 3, соответствующими уменьшению или возрастанию избирательности ионного обмена по мере введения в ионит про- [c.91]

Таким образом, систематическое исследование особенностей сорбции ионов четвертичных оснований показывает исключительно высокую роль дополнительного, неполного взаимодействия, про-являюш уюся в избирательности ионного обмена. С этих позиций становятся понятными малые величины констант ионного обмена для сорбции ионов четвертичных аммониевых оснований на сульфо-сефадексах (где константы и Н —Ка -обмена также характеризуются величинами, очень близкими к единице). Действительно, сефадексы оказались исключительно удачными материалами для гель-хроматографии именно из-за слабого их взаимодействия с органическими ионами (в частности, макромолекулами белков), что и позволило осуществлять разделение веществ по молекуляр- [c.107]

Избирательность ионного обмена [c.228]

Рис. 3. Избирательность ионного обмена на ионитах, имеющих различный полимерный каркас

Ионный обмен, протекающий с участием ионов органических веществ, отличается в случае сложных ионов неспособностью ионов больших размеров достигать всех фиксированных ионов в ионите. Обменная емкость ионита л, определенная по ионам больших размеров, оказывается в ряде случаев существенно меньшей, чем обменная емкость, определяемая обычным титрованием или по замещению одних противоионов другими противоионами малых размеров в динамическом колоночном опыте. В таких системах часть активных центров не принимает участия в ионном обмене и должна быть исключена из термодинамического рассмотрения. Если ионы большого размера обозначить цифрой 1 т , С ), то коэффициент избирательности ионного обмена может быть записан в виде [c.180]

Для практических целей весьма важным является существование систем и условий, когда коэффициент избирательности ионного обмена мало меняется. Один из таких случаев состоит в использовании разбавленных растворов, когда коэффициенты активности ионов в жидкой фазе равны единице, и жестких иони- [c.180]

Избирательность ионного обмена как функция заполнения ионита противоионами определенного типа и термодинамическая константа ионного обмена без учета набухания (сольватации) ионита [c.181]

В выполненных здесь расчетах предполагалось, что ионит может рассматриваться как двухкомпонентная система. С помощью уравнений (2. 55) и (2. 56) представляется весьма удобным определять константу ионного обмена для весьма разбавленных растворов, так как в этом случае кажущаяся константа ионного обмена равна коэффициенту избирательности ионного обмена К . В качестве стандартных состояний для обоих сорбированных ионов можно выбрать одно определенное состояние ионита, когда один тип противоионов отсутствует [ =]. Экспериментальные исследования, проведенные ранее на многочисленных ионитах с разнообразными типами обменивающихся ионов, показали, что коэффициенты избирательности ионного обмена, как правило, убывают при увеличении количества более избирательно сорбируемых противоионов в ионите. Так, например, при обмене ионов морфина, кодеина и других сложных ионов органических соединений на ионы водорода, натрия и аммония при повышении относительного заполнения ионитов противоионами органических веществ от 10 [c.183]

К группе важнейших типов межмолекулярных взаимодействий, определяющих избирательность ионного обмена, относится взаимодействие ионов и ионита с растворителем. При использовании разбавленных растворов наиболее существенным с этой точки зрения является изменение сольватного взаимодействия, происходящее в фазе ионита, которое проявляется, в частности, в изменении степени набухания ионита в процессе ионного обмена. Один из способов оценки сольватации ионита путем введения давления набухания рассмотрен нами ранее. Подобный подход основан, с одной стороны, на введении гипотетической модели, правомерность использования которой для описания реальных систем может быть подвергнута сомнению, и, с другой стороны, этот под- [c.184]

B уравнении (2. 61) сольватационный эффект, относящийся к фазе ионита, учитывается дважды в коэффициентах активности Д и /2 и в стандартных химических потенциалах, входящих в Лфо. Для исследования влияния сольватации на избирательность ионного обмена для определенной системы обменивающихся ионов достаточно проанализировать лишь влияние сольватации на /1 и /2, так как ДФ — постоянная величина. [c.186]

Для количественного изучения влияния сольватационных эффектов на избирательность ионного обмена с использованием уравнений (2. 70) —(2. 72), необходимо предложить метод вычисления Афо. Если в качество независимых компонентов ионообменного процесса учитывать лишь обменивающиеся ионы, то в соответствии с уравнениями (2. 55) и (2. 61) [c.188]

Экспериментальные исследования но изучению влияния набухания или сшитости ионитов на избирательность сорбции ионов органических веш,еств выполнено для большого числа ионитов и обменивающихся ионов о-72] Для многих систем здесь проявляется обычное для минеральных ионов возрастание коэффициентов избирательности ионного обмена при уменьшении коэффициентов набухания ионитов. Но вместе с тем для отдельных систем имеет место обратная зависимость (табл. 18). [c.192]

Сопоставление с описанными ранее результатами по влиянию набухания на избирательность ионного обмена предсказывает увеличение избирательности с ростом ионной силы внешнего раствора, что обычно и наблюдается. Одно из наиболее важных относящихся сюда явлений состоит в изменении соотношения ионов в сорбированном виде при разбавлении или концентрации раствора в случае обмена разновалентных ионов. Наиболее простые коли- [c.194]

Изучение изменения термодинамического потенциала, энтальпии и энтропии при ионном обмене ставит своей целью нахождение функций, определяющих избирательность процесса, т. е. его направленность при некоторых соотношениях компонентов в растворе и в ионите. Использование этих функций для интерпретации влияния молекулярных характеристик (структуры ионитов и сорбируемых ионов) на избирательность ионного обмена предполагает введение дополнительных гипотез или проведения специальных экспериментальных исследований. [c.196]

Наиболее простые с точки зрения интерпретации значения термодинамических функций ионного обмена были получены при изучении обмена одновалентных ионов металлов или других простых одновалентных ионов (табл. 21). Избирательная сорбция ионов (/1Г 1), характеризуемая отрицательной величиной термодинамического потенциала, определяется в таких системах существенным уменьшением энтальпии [ ]. Этот процесс заключается в увеличении энергии взаимодействия с ионитом избирательно поглощаемых ионов по сравнению с энергией взаимодействия для вытесняемых конкурирующих ионов. В таких простых системах избирательность ионного обмена связана с радиусами обменивающихся ионов. Ионы меньшего радиуса сорбируются более избирательно в связи с большей энергией кулоновского взаимодействия с ионитом. [c.197]

Избирательность ионного обмена на ионитах с дивинилбензолом (ДВБ) и дивинилом (ДВ) в качестве сшивающих агентов [c.202]

Наиболее простая картина анализа элюционного хроматографического разделения при любом механизме установления равновесия между веществом в подвижном растворителе, проходящем через хроматографическую колонку, и веществом на твердом сорбенте, заполняющем колонку, наблюдается при линейной зависимости между концентрациями вещества в этих двух фазах, а также при условии, что сорбция каждого компонента не зависит от присутствия других компонентов. При ионообменной хроматографии это осуществимо в том случае, когда количество сорбированных в верхней части колонки ионов невелико, а концентрация электролита, используемого для развития или проявления хроматограммы, т. е. для перемещения сорбированных компонентов вдоль колонки, значительна. Полагая, что для первого приближения можно считать коэффициент избирательности ионного обмена постоянным [уравнения (2. 38) и (2. 39)1 уравнение изотермы ионного обмена для анализа динамического процесса можно использовать в виде [c.281]

Как было показано при анализе законов образования резких границ зон ионов, при фронтальном процессе обмена ионов равной валентности выгодно проводить процессы как поглощения определенного числа ионов, так и десорбции ионов с колонки для систем с коэффициентами избирательности ионного обмена большими единицы [уравнения (2. 38) и (2. 39)], если в качестве первого компонента в соответствующих уравнениях изотермы рассматривать ион-вытеснитель. [c.287]

Еще одно важное отличие динамического колоночного процесса от статического, протекающего в аппарате с мешалкой, состоит в том, что эффективность вытеснения в колонке критично зависит от выбора параметров системы коэффициента избирательности ионного обмена при обмене равновалентных ионов и соотношения концентрации ионов-вытеснителей и критической концентрации при обмене разновалентных ионов. [c.289]

Мерой избирательности ионного обмена является к, которое в случае г =гг совпадает с К [c.28]

Гидратация и избирательность ионного обмена [c.33]

Наиб, широко применяют сетчатые сополимеры, получаемые суспензионной сополимеризацией стирола, производных акриловой к-ты или винилпиридинов с диенами, напр, с дивинилбензолом, диэфирами акриловой к-ты и гликолей, диизопропенилбензолом, к-рые служат сшивающими агентами. Длинноцепные сшивающие агенты используют для синтеза макропористых И. с. Степень сшивания, зависящая от содержания диена, влияет на набухание И. с. в воде и орг. р-рителях, пористость, кинетику и избирательность ионного обмена, прочность и химстойкость. В пром. И. с. содержание дивинилбензола может составлять от десятых долей % до 30%. Иногда сшивание производят путем полимераналогичных превращ. малосшитых и линейных полимеров. [c.264]

Механизм подобного действия ионов при равной ионной силе в дисперсионной среде для катионов обусловлен избирательностью ионного обмена в торфе, а для анионов — воздействием на диффузионную подвижность влаги в мате-Электролаты [234]. [c.80]

Катиониты, содернчащие сульфогруппу, иосят название сильнокислотных. Для некоторых целей, например для избирательного ионного обмена, желательно пметь катионит с активной группой, степень диссоциации которой зависела бы от состава окрун ающей среды. Так появились катиониты, содернлащие карбоксильную группу СООН и фенольную группу ОН. Ниже приведены, вырабатываемые в настоящее время марки катионитов с другими активными группами [c.33]

Если десорбцию при ионировании проводить не соляной кислотой, а комплексообразователями—лимонной, молочной или зтилендиаминтетрауксусной кислотой, то можно избирательно выделить из ионита отдельные группы элементов. Избирательность ионного обмена еще более повышается при введении комплексообразователей в состав ионитов. В частности, вместо простых кислотных групп в состав смол при их синтезе вводят комплексообразующие соединения типа тех, которые используются для экстрагирования (8-гидрооксихинолин, ди-метилглиоксим, соединения с сульфогидрильной группой и многие другие). На явлениях комплексообразоваиия основано выделение из солянокислых растворов Ре, Со, Си, 5п, 2п, Са и других, образующих хлоридные комплексы [157—160 161-165]. [c.23]

Эквивалентный ионный обмен в кислотной среде (при pH р я,) изучен для ряда аминокислот и пептидов с использованием изотермы эквивалентного ионного обмена. Представленные на рис. 3.51 зависимости коэффициентов избирательности ионного обмена от мольной доли аминокислоты (глицина) и динептида (глицилфенил-аланина) в ионите показывают, что для аминокислоты коэффициент избирательности мал и незначительно меняется при увеличении количества противоионов в ионите. Это позволяет рассматривать [c.139]

Важно отметить еще два фактора, которые позволяют определенным образом воздействовать на избирательность ионного обмена. Так, на избирательность значительное влияние оказывает проведение ионообменных разделений в неводных растворителях. Причем это влияние в зависимости от ряда других факторов может сказаться как в увеличении коэффициентов распределения, так и в их уменьшении. Изменения в величинах коэффициентов распределения при этом могут быть весьма значительными. Наконец, на избирательность ионообменного выделения элементов с несколькими устойчивыми валентным) сос-тоян1шми можно воздействовать через изменение валентного состояния. [c.229]

На рис. 6 и 7 приведена зависимость коэффициентов избирательности от эквивалентной доли иона в растворе для ионитов с различной сетча-тостью, но одинаковым содержанием сульфогрупп, из которых следует, что возрастание копцептрации межцепных связей вызывает заметное возрастание избирательности ионного обмена. [c.36]

В связи с тем, что избирательность ионного обмена определяется обменной емкостью ионита, его набуханием и строением полимерного каркаса, анализировать только влияние последнего фактора достаточно сложно, так как синтезированные нами иониты об.иадают различным набуханием даже при одинаковой емкости поглощения. [c.173]

Катиониты, содержащие сульфогруппу, носят название сильнокислотных. Для некоторых целей, например для избирательного ионного обмена, желательно иметь катионит с активной группой, степень диссоциации которой зависела бы от состава окружающей среды. Так появились катиониты, содержащие карбоксильную грудпу СООН и. фенольную группу ОН. [c.47]

Один из способов анализа неидеальных свойств фазы ионита состоит в изучении зависимости коэффициента избирательности ионного обмена от степени заполнения ионита противоионами определенного типа. Подобный анализ удобно проводить либо при постоянной ионной силе внешнего раствора, либо при использовании растворов очень низкой концентрации, что позволяет исключить изменение коэффициентов активности ионов в растворе. Зависимость коэффициентов избирательности от состава противоионов, как показали Аргерзингер, Дэвидсон и Боннер [ ], дает возможность рассчитать термодинамическую константу ионного обмена. [c.181]

Коэффициент избирательности ионного обмена для определенной системы (два обменивающихся типа ионов—ионит) зависит, согласно уравнению (2. 71) (Дфо=соп81), от двух переменных и АФдаб, первая из которых определяется свойствами [c.187]

Связь между избирательностью ионообменной сорбци , с одной стороны, и количеством мостикообразующего агента в ионите или набухаемостью, с другой стороны, являлась предметом многочисленных теоретических и экспериментальных исследований. Впервые эту связь пытался установить Грегор, выдвинувший положение о решающей роли давления набухания в избирательности ионного обмена [ ]. Большая величина давления набухания в сильно сшитых смолах определяла в этой интерпретации повышение избирательности ионного обмена при увеличении степени сшитости ионообменных смол и уменьшений их степени набухания. Этот же эффект в теории Райса и Харриса ], основанной на развитии теории линейных полиэлектролитов, объясняется в связи с преимущественным возникновением неионизированных ионовых пар на сильно сшитых смолах. Новый подход к анализу роли набухания или взаимодействия иопитов с водой при ионном обмене основан на анализе термодинамического потенциала АФнаб [уравнение (2. 49)], учитывающего всю совокупность взаимодействия с растворителем фазы ионита при ионном обмене [ ]. Как уже отмечалось, величина АФ может как увеличиваться, так и уменьшаться при переходе от смол с меньшим количеством сшивающего агента к смолам с большим количеством сшивающего агента. При этом остальные члены уравнений (2. 83)—(2. 85), зависящие прежде всего от коэффициентов активности ионов в ионите, также могут изменяться по величине, в результате [c.191]

Избирательность ионного обмена (сорбция ионов органических веществ) на смолах раз.шчной степени набухания [c.192]

Подобного рода необычные изменения избирательности ионного обмена далее будут соспоставлены с изменением энтропии нри ионном обмене и найдут в связи с этим молекулярное истолкование. [c.192]

Легко объяснимо и противодействие энтропийного фактора — уменьшение энтропии при избирательном ионном обмене в таких системах, так как повышение энергии взаимодействия ведет к упорядочиванию сорбционного комплекса ионит—противоион. Но уже при анализе ионного обмена, протекающего с участием двухвалентных ионов металлов, проявляется иной закон избирательности ионного обмена — уменьшение термодинамического потенциала оказывается связанным преже всего с возрастанием энтропии системы (табл. 21). [c.197]