Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Аналитическая химия -> Скуг Д. -> "Основы аналитической химии 2 " -> 110

Основы аналитической химии 2 - Скуг Д.

Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии 2 — М.: Мир, 1979. — 438 c.
Скачать (прямая ссылка): osnovianalithimii21979.pdf
Предыдущая << 1 .. 104 105 106 107 108 109 < 110 > 111 112 113 114 115 116 .. 175 >> Следующая


Синтетические ионообменные смолы представляют собой высокомолекулярные полимерные материалы, содержащие в молекуле большое число ионных функциональных групп. Катионооб-менные смолы делятся на сильнокислотные, содержащие сульфо-группу (RSO3H), и слабокислотные, содержащие карбоксильную группу (RCOOH). Первые имеют широкое распространение. Анионообменные смолы содержат в полимерной молекуле функциональную аминогруппу. К сильноосновным ионообменникам относятся четвертичные аммониевые основания [RN(CH3) з ОН-]; слабоосновные ионообменники содержат вторичные и третичные амины.

Ионообменное равновесие. Процесс катионного обмена описывается равновесием

^RSOiH+ + M*+ т—>- (RSOi)xM*+ + *Н+,

твердый раствор твердый раствор

ионит ионит

где M — катион, a R — часть молекулы смолы. Аналогичный процесс можно записать для типичной анионообменной смолы:

*RN(CH3)+OH- + Ax- =ё=> [RN(CH3)JlxA*- + хОН",

твердый ионит раствор твердый ионит раствор

где Ax- — аяион.

Природа подвижного иона смолы определяется содержанием электролита в растворе, находящемся в контакте со смолой. Так, если смолу, содержащую сульфогруппу, обработать раствором хлорида натрия, устанавливается следующее равновесие: RSOJH+ +Na+ =J=V RSOsNa++H+, Методы разделения

25»

где R опять представляет собой часть молекулы смолы. Если концентрация соли высока, практически вся смола превращается в натриевую форму. Аналогично, если анионообменную смолу обработать концентрированным раствором хлорида натрия, реакция RN(CH3)JOH--I-C!- <—>- RN(CH3)JCl-+OH"

сильно смещается вправо и доминировать будет хлоридная форма смолы. В ионообменной реакции с многозарядными ионами участвует более чем одна функциональная группа смолы. Так, если смолу, содержащую сульфогруппу, обработать ионами кальция, равновесие можно выразить следующим образом: (RS03-H+)24-Ca2+ T=* (RSOJ)aCa2+-j- 2Н+.

Константы ионообменного равновесия. Простейший подход к описанию ионообменного равновесия заключается в применении к нему закона действующих масс. В общем виде реакцию можно выразить следующим образом:

A+ BR В+AR,

где А и В — ионы в водной фазе, AR и BR — соответствующие ионы, связанные со смолой. Константу равновесия системы можно выразить так:

K = Sf, (29-37)

где йА и йв — активности обоих ионов в водном растворе, oar и obr — их активности в твердой фазе смолы. Два последних члена можно заменить произведением коэффициентов активности на мольную долю:

O5AfARfAR. /оп ооч

к - aAXBRfBR • (29-38)

где Xar — мольная доля смолы в форме AR, /ar — коэффициент активности, Xbr и /br определяются аналогично. Уравнение (29-38) можно преобразовать:

где Kp — кажущаяся, или реальная, константа равновесия.

Важно отметить, что не существует независимых способов измерения отношения коэффициентов

активности /br//ar> поэтому величина К неизвестна. Наоборот, величину Kp можно определить экспериментально, измеряя концентрации ионов в смоле и их активности в растворе, находящемся в равновесии со смолой. Такие эксперименты показывают, что Kp в какой-то мере зависит от из' менения концентраций ионов в смоле или активностей ионов в ,284

Глава 27

растворе, особенно если ионы несут различный заряд. Найдено, однако, что, если один из ионов находится в избытке в смоле и в растворе, Kp относительно постоянна и не зависит от изменения концентраций других ионов; т. е. если ав^ад, и ав фик-

сированна, то уравнение (29-39) выглядит так:

= ^Tl-*- (29-40)

где Kd — коэффициент распределения, аналогичный коэффициенту в уравнении (29-12). Поэтому при постоянном значении Kd к процессам разделения на колонках с участием ионообменных смол можно применить общую теорию хроматографии.

Следует отметить, что величина Kd отражает сродство данной смолы к некоторому иону А относительно некоторого другого иона В. Если значение Kd велико, твердая фаза проявляет сильную склонность задерживать ион А, если Kd мало, наблюдается обратное явление. Приняв В за эталон, можно сравнить коэффициенты распределения разных ионов на смоле данного типа. Такие эксперименты показывают, что многозарядные ионы удерживаются сильнее, чем однозарядные. При данном заряде различия обусловлены размером гидратированного иона и его свойствами. Так, для типичной катионообменной смолы с сульфогруппой значение Kd уменьшается в ряду однозарядных катионов: Cs+->Rb+ >К+> >N,HI>Na+>H+>Li+; в ряду двухзарядных катионов: Ва2+> >Pb2+>Sr2+>Ca2+>Cd2+ > Cu2+>Zn2+>Mg2+.

Применение ионообменной хроматографии. !Методика фракционирования ионов с разными значениями Kd похожа на описанную ранее. Например, Бойкенкамп и Риман [30] сообщали о разделении ионов калия и натрия введением пробы в колонку, заполненную смолой, содержащей еульфогруппу в кислой форме. Колонку затем промывают раствором соляной кислоты. Ионы натрия, которые удерживаются менее прочно и быстрее движутся вниз по колонке, можно собрать раньше, чем ионы калия появятся в элюате.

На ионном обмене основан ряд важных разделений. Среди них нужно отметить разделение редкоземельных элементов, в первую очередь с препаративными целями. В этом случае фракционирование улучшается промыванием растворами комплексообразую-щих^реагентов, образующих комплексы с катионами различной устойчивости [31]. Ионообменные смолы находят также широкое применение для разделения смесей биологически важных компонентов. Так, на рис. 29-16 приведена часть хроматограммы искусственной смеси, похожей по составу на раствор, получающийся при гидролизе белка. Аминокислоты гистидин, лизин и аргинив требуют для своего элюирования больших объемов элюата. Сле- Методы разделения
Предыдущая << 1 .. 104 105 106 107 108 109 < 110 > 111 112 113 114 115 116 .. 175 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама