Ионообменные группы

Ионообменные сорбенты органического происхождения представляют собой либо продукты химической переработки угля, лигнина или целлюлозы, либо синтетическим путем полученные высокомолекулярные органические соединения, содержащие ионообменные группы. Последние широко применяются в ионообменной хроматографии. [c.52]

Ионообменные свойства ионитов характеризуются полной и рабочей обменной емкостью. Полная обменная емкость — это общее число всех ионообменных групп в единице объема ионита, выражающееся в мэкв/г. Полная обменная емкость постоянна для данного ионита и зависит только от термического, химического и ионизующего воздействия. Из-за необходимости многократной регенерации ионитов их обменная емкость используется лишь частично. В таком случае вводится понятие рабочей обменной емкости ионитов, которая зависит от условий сорбции и регенерации ионитов. Для катионитов обменные емкости определяют по катионам, для анионитов — по анионам. [c.125]

Наряду с органической в торфе присутствует и минеральная часть. К ней следует отнести, во-первых, самостоятельные минеральные включения, представленные частицами кварца, глины, полевых шпатов, пирита, магнетита. Во-вторых, это органоминеральные (гетерополярные, ионные) комплексы — соли гу-миновых кислот и фульвокислот, ионообменные группы углеводного комплекса и лигнина. Учитывая, что в ионный обмен вступают в основном карбоксильные группы, в органоминеральных комплексах остается достаточное количество трупп, обеспечивающих сорбцию воды посредством водородных связей. [c.64]

Использование ионитов в качестве катализаторов имеет преимущества перед растворимыми кислотами и щелочами благодаря более мягкому воздействию ионообменных групп уменьшается протекание побочных реакций продукты реакции и катализатор легко разделяются фильтрованием устраняется коррозионное действие кислот на металл, что упрощает конструктивное оформление процесса. Иониты легко регенерируются, а потому используются многократно, что снижает расход катализатора на целевой продукт [236, 238—240]. Во многих случаях каркас ионита используют как носитель металла-катализатора. Насыщая катионит соответствующими ионами металла с его последующим восстановлением, удается достичь высокой степени дисперсности катализатора [241]. Однако твердые органические контактные массы отличаются [c.175]

Величина pH сточной воды, при которой происходит обмен ионами, зависит от константы диссоциации ионообменных групп смолы. Сильнокислотные катиониты позволяют проводить процесс в любых средах, а слабокислотные - в щелочных и нейтральных. Так, катиониты с карбоксильными группами обмениваются ионами при рН>7, а с фенольными группами при рН>8. [c.85]

Органические ионообменные сорбенты представляют собой синтетически полученные высокомолекулярные органические соединения, содержащие ионообменные группы, либо продукты химической переработки лигнина или целлюлозы. В практике хроматографического анализа особенно широко применяются ионообменные смолы, химические и физические свойства которых можно модифицировать в процессе их синтеза. [c.155]

Для определения обменной емкости ионитов существует два основных метода статический и динамический. Емкость, определенная в статических условиях, может, в зависимости от типа ионита, в известной степени отличаться от величины, полученной в динамических условиях сорбции. Определение обменной емкости в статических условиях дает возможность характеризовать ионообменные группы, их число и скорость установления сорбционного равновесия. [c.155]

При ионном обмене большое значение имеют физические свойства ионитов структура, набухаемость, пористость и размер зерен смолы, а также концентрация ионообменных групп. [c.126]

Структура и набухаемость смолы тесно связаны. Хорошая набухаемость необходима для активного обмена, так как обмениваемый ион должен достигнуть ионообменной группы. При мало-разветвленной структуре смола в воде набухает слишком сильно, а при большом разветвлении недостаточно. Влажность различных набухших смол 40—90 %, а изменение объема 5—6 %. Существуют макропористые иониты, с размером пор 30—50 мкм, и микропористые, с размером пор 1—3 мкм, причем пористость смолы влияет на диффузию ионов внутри нее и эффективность ионного обмена. При большой пористости усиливается диффузия ионов и повышается эффективность обмена. Форму и размер зерен смолы принимают во внимание при выборе вида ионообменного фильтра. [c.126]

Когда происходит полное замещение ионообменных групп, для восстановления объемной емкости необходимо провести регенерацию ионитов, т. е. их обработку раствором кислоты (для катионитов), или щелочи (для анионитов). В этом случае реакция обмена протекает в обратном направлении. Осуществление реакции ионного обмена и последующей регенерации позволяет кроме очистки воды проводить концентрирование адсорбированных смолой веществ. [c.126]

Добиться высокой эффективности разделения удалось при использовании микрочастиц полностью пористого силикагеля, которому равномерно привита фаза, имеющая ионообменные группы. Силикагелевая основа делает материал более прочным. Проблемы набухания или усадки колонки редко возникают. Материал устойчив к любым буферным растворам, растворителям и высоким температурам (до 80 °С). Однако сильнокислотные или слабоосновные растворы (2>рН>7,5) могут привести разрушению силикагелевой основы. Как правило, эффективность, полученная на привитых ионообменниках, сравнима с эффективностью обращенно-фазных материалов одинакового зернения. [c.111]

Исходными веществами для получения конденсационных смол являются одно- и многовалентные фенолы, фенолсульфокислоты, резорциловая кислота, производные силиконов, алифатические и ароматические амины, мочевина и гуанидин. Эти мономеры конденсируют с альдегидами, галогенопроизводными углеводородов или эпоксидными соединениями. В настоящее время применяют почти исключительно полимеризационные смолы, поскольку процесс их изготовления легче регулировать и они обладают большей обменной емкостью и более однородным составом, чем поликонденсацион-ные смолы. Мономерами для получения полимеризационных смол служат соединения с винильными группами, такие, как стирол, акриловая кислота и метакриловая кислота в качестве сшивающих средств применяют ди- и поливиниловые соединения. При проведении синтеза смол можно исходить из мономера, в состав которого уже входят ионообменные группы, или вводить эту группу в ходе синтеза, как, например, в синтезе слабо- и сильноосновного анионита [c.372]

В силикагелях—материалах, доступных как образцу, так и противоиону, быстро устанавливается массопередача, что приводит к высокой эффективности колонки. Силикагели с привитыми группами делятся на микро- и макропористые в зависимости от диаметра внутренних пор. Микропористые материалы, имеющие небольшие по диаметру поры, позволяют молекулам растворителя, например воды, а также небольших ионов проникать в полимерную матрицу и задерживают большие молекулы. Большинство полимерных ионообменных силикагелей имеют микроструктуру. Полимерные смолы макропористого типа зачастую используют в жидкостной хроматографии низкого давления. Макропористые силикагели с привитыми ионообменными группами стали применять при разделении больших молекул, например белков. Однако устойчивость сорбента невелика из-за растворения его в водной подвижной фазе. Информация об ионообменниках привитых к силикагелю содержится в приложении 1.3. [c.111]

Разнообразные применения имеет ионный обмен в технике. В качестве примера можно привести процессы умягчения и обессоливания воды. Умягчение воды — замену ионов кальция на ионы натрия можно проводить с помощью высокопористых минералов алюмосиликатов цеолитного типа с общей формулой А120з-т 102-пН20, в которых часть ионов водорода может заменяться на ионы металлов. Используются как природные минералы этого типа, так и синтетические (пермутит). Обозначая условно единичную ионообменную группу через ЫаП, реакцию ионного обмена можно представить в виде [c.213]

И. А. Кузин и др. [2701 облучали дозой в 3-10 рад аниониты АСД-2, АСД-3, АСД-4, АВ-17 и АМП и установили, что в результате облучения аниониты АМП и АСД-3 теряют обменную емкость на 5—7%, а АСД-2, АСД-4 и АВ-17 —на 30—40%. Так же как К. В. Чмутов и др. [269], авторы считают, что основным процессом, происходящим в набухших анионитах в результате прямого и косвенного действия излучения, является отщепление ионообменных групп. [c.197]

Дивинилбензол СеН4(СН = СН2)2 (смесь изомеров) использует-сл в производстве ионообменных смол — его нерастворимых сополимеров со стиролом, в которые вводят ионообменные группы. Ди- [c.478]

Ионообменные смолы представляют собой нерастворимые, химически стойкие продукты полимеризации или конденсации, содержащие в своем составе ионообменные группы, способные вступать в реакции обмена с ионами, находящимися в растворе. Сорбенты этого типа делятся на два класса 1) вступающие в реакцию обмена с катионами раствора — катиониты и 2) вступающие в реакцию обмена с анионами раствора — аниониты. [c.314]

Более стабильные ионообменники, образуемые на кремнеземном носителе, подразделяются на два класса модификации с неорганической поверхностью и кремнийорганические модификации, когда поверхность покрывается органическими ионообменными группами, удерживаемыми на поверхности благодаря возникновению связей углерод—кремний. [c.800]

Сахароза ионообменные группы (основные [c.378]

Кроме перечисленных существуют и другие функциональные ионообменные группы —СООН, —ОН, —5Н, —РО3Н2 — в катионитах —ННг, =НН — в анионитах. [c.248]

Как пример можно привести кальциевый электрод. В нем ионообменной группой служит ион диалкилфосфата с алкильными цепями Сз—Сю, а растворителем — диоктилфенилфосфо-Нат СбНдРО(ОС Н17)2. [c.244]

Аниониты и катиониты обычно характеризуются обменной емкостью (большей частью в мг-экз1мл). Последняя тем больше, чем больше ионит содержит ионообменных групп (соответственно амино-, гидроксильных, сульфо- или карбоксильных групп). [c.501]

В антнсобменниках (анионитах) ионогенные группы заряжены так же, как анод, т. е. положительно, и связывают из подвижной фазы отрицательно заряженные анионы. Эти ионообменники иногда называют основными , или щелочными , поскольку при замачивании сухих анионообменников в воде они ее защелачивают (за счет связывания с обменником протонов или диссоциации от него гидроксилов). В катионообменниках [катионитах) ионообменные группы, подобно катоду, заряжены отрицательно и связывают из раствора положительно заряженные катионы. Катионообменники иногда называют кислыми обменниками — при замачивании они закисляют воду. [c.252]

К. В. Чмутов и др. [269] изучили действие ионизирующего излучения потока ускоренных электронов на анионообменные смолы (АВ-17, АВ-18 и АВ-27). Доза облучения смол, производимого в 7 н. ННОз, колеба-цась в пределах 0,05-10 —1,5-эе/г [(0,03- -0,94) X Х10 рад]. Авторы считают, что при облучении этих смол, представляющих собой сополимеры стирола с дивинилбензолом с различными ионообменными группами, происходит разрыв связи С — N и вследствие этого отрыв ионообменных групп. Легче всего отрывается чет-вертично аммониевая группа —Ы(СНз)з у анионита АВ-17. На основании результатов экспериментов авторы приходят к выводу, что при облучении дозой до 2-1023 30 2 (1,25-10 рад) в этой среде наиболее стоек анионит АВ-18, так как значительных изменений его ионообменных свойств не наблюдалось. [c.197]

Высокомолекулярная основа ионообменных смол, так называемая матрица ионита , может существенно различаться не только по химической, на и по физической структуре в зависимости от метода синтеза. Трсхмерпая полимеризация или поликопдепсация приводит к получению непористых смол. В такие смолы ионы диффундируют лишь по системе молекулярных промежутков между связанными в объемную сетку цепеобразными остатками мономеров, образовавших полимер. Иопиты, н трехмерггом полимере которых функциональные ионогенные группы размещены неравномерно, получили название гелевых . Гелевыми участками смолы при этом называют области с наибольшей концентрацией ионизированных функциональных групп. Микроучастки же смолы, практически лишеншле ионообменных групп, называют межгелевыми. [c.206]

В воде ионообменные смолы под влиянием осмотических явлений набухают. На этот процесс существенно влияет величина гидратации фиксированных ионов и про-тивоионов. Препятствуют набуханию смол частота и длина радикалов дивинилбензола, сшивающих длинные углеводородные цепи полимеров стирола с образованием трехмерной сетчатой структуры. Ясно, что чем больше степень сшивания полимерных цепей, тем более жесткую структуру имеет смола и тем меньше она набухает в водных растворах. Сохранение электронейтральности полимера при обмене ионов является причиной того, что обмен противоионов может совершаться только в эквивалентных количествах, т. е. 1 г-экв ионов, вытесненных из смолы, замещается 1 г-экв других ионов того же знака, Следует отметить, что область pH, в которой осуществляется обмен ионов, зависит от константы диссоциации ионообменных групп смолы. Так, сульфокислотные катиониты, например смола КУ-2 (р/(лис < I), способны к обмену ионов водорода на другие катионы в широком интервале pH и при pH > 2,5—3 кислотность на обмен практически не влияет. Карбоксильные катиониты (р/Сднс = 5—6) обменивают свои ионы при pH > 7 и могут использоваться только в солевой форме. Катиониты, содержащие фенольные гидроксильные группы, способны к обмену лишь при pH > 8, т. е. в области значений pH, отвечающей диссоциации фенольных групп. Все это необходимо учитывать при выборе смол для очистки промышленных сточных вод. [c.133]

Ионнты, имеющие активные Ионообменные группы одного сорта (кривые 1, 2), называют монофункциональными, а с несколькими сортами активных групп — полифункциональными ионитами. [c.179]

По нерастворимому остову (матрице) определенным образом распределены ковалентно связанные функциональные группы, способные к диссоциации. Первые разработанные специально для ионо-обменной хроматографии твердые носители получали следующим образом на стеклянные шарики наносили путем полимеризации по-листирольную плен и в нее ввод1ши функциональные группы. В современных ионообменниках с пористым силикагелем ковалентно связаны (по типу щеток ) алкильные или арильные группы, в которые введены ионообменные группы. Чаще всего это сульфогруппы, реже карбоксильные группы (катионообменники) или четвертичные аммониевые группы (анионообменники). Обычные ионообменники меняют свой объем при изменении pH, концентрации ионов и температуры элюента. Прежде чем заполнять колонки, им надо дать набухнуть. [c.94]

Таким образом, у данного типа ионообменников наблюдается переход от анионного обмена в кислом растворе к катионному обмену в щелочном растворе. Подобного перехода не наблюдается, если М — элемент с низкой основностью, например кремний. Переход от одного типа обмена к другому происходит в определенном интервале значений pH, зависящем от основности иона металла. Отсутствие резкого перехода, отвечающего этому изменению (здесь уместно сравнение с изоэлектриче-ской точкой амфотерных ионов), и возможность в некоторых случаях одновременно и катионного и анионного обмена при определенном значении pH дают основание предполагать, что ионообменные группы неравноценны. Силикагель обладает только катионообменными свойствами [20] высокое электронное сродство у четырехвалентного иона кре.мния проявляется в форме очень слабой основности гидроксильных групп. Атомы водорода последних легко заменяются катионами даже в кислых растворах, особенно теми, которые легко координируются с кисло- родом. На рис. 24 представлено влияние pH раствора на величины коэффициентов распределения различных ионов при сорбции нх на силикагеле. Из этих данных следует, что указанные ионы можно разделить при определенных значениях pH раствора. Этот метод был использован [21] для разделения урана, плутония и трехвалентных металлов (продукты деления) из растворов, полученных при растворений облученрого урана кислоте. Значения коэффи- [c.119]

Особый интерес представляет собой метод получения ионообменных волокон сополимеризацией мономеров, один из которых содержит ионообменные группы. Основными его достоинствами являются простота технологического процесса и возможность регулирования состава сополимера. Разработаны слабо-кислотньге и сильноосновные ионообменные волокна. Вырабатываются тканые и нетканые материалы для сорбции кислых и основных газов (НС1, HF, NH3, SiPe4, SO2, SO3 и др.), а также сорбции металлов из водных растворов. [c.66]

Полимер может быть использован в качестве ионообмеиника только после введения требуемого типа ионообменных групп в соответствующий каркас. Известно много ионообменников, различающихся как по типу каркаса, так и по типу присоединенных иоиогенных групп. В табл. 1.2 приведены структуры различных коммерческих ионообменников. [c.15]

Так, диалкилфосфатный ионит оказался селективным по отношению к ионам Ве2+. Селективные хелатные иониты могут быть получены совместной поликонденсацией веществ, содержащих ионообменные группы с комплексообразующими соединениями (например, поликонденсация сульфофенола, этилендиаминтетрауксусной кислоты и формальдегида). [c.139]

Функциональные группы ионита гидрофильны, поэтому при погружении ионита в раствор вода проникает в ионит, и он набухает, но из-за наличия поперечных связей не растворяется. Набухание ионита зависит от числа гидратации иоглощаемы < ионов, числа и характера ионообменных групп, гидратаци сорбип /еыых ионов, и с уменьшением степени поперечной связанности (уменьшением процента дивинилбензола в смоле) напухание ионита увеличивается. Объем большинства набухших ионитов 2—3 на 1 г сухого ионита. [c.141]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология