|
Практическое руководство по хроматографии - Айвазов Б.В.Скачать (прямая ссылка): Скачать (прямая ссылка):  Окисляемость в мг O2 на грамм сухого ионита рассчитывают по формуле: Окисляемость = (V7KMnOi-V7HiC2O1) 5-0,08, где Укмпо4 — объем прилитого и пошедшего на титрование 0,01 н. раствора перманганата калия, мл; VhsC2O4 — объем прилитого 0,01 н. раствора щавелевой кислоты, мл. .95 Работа 10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ИОННОГО ОБМЕНА ОТ ПОЛЯРНОСТИ РАСТВОРИТЕЛЯ [14] Приборы и реактивы 1. Колбы плоскодонные на 100 мл с пробками — 30 шт. 2. Колбы конические для титрования на 100 мл — 10 шт. 3. Бюреткн для титрования на 25 мл — 5 шт. 4. Пипетки на 25, 10 и 5 мл — по 5 шт. 5. Ареометры для определения плотности этилового спирта. 6. Спирт этиловый 96%-ный. 7. Титрованный раствор хлорида калия (0,25 н.). 8. Раствор трилона Б (0,1 н.) 9. Катионит — эспатит в Са-форме. Цель работы. Показать на примере одного катионита, что обменная емкость ионита зависит от полярности растворителя, например, от его диэлектрической постоянной. Сущность работы. Одним из решающих факторов, определяющих изменение ионного обмена, является диэлектрическая постоянная растворителя. Зависимость константы ионного обмена Кд. в от диэлектрической постоянной среды определяется влиянием последней на отношение коэффициентов активностей ионов равновесного раствора и, следовательно, при изменении состава растворителя AlgKA. B = Alg^, (49) 12 где Y1 и Y2 — коэффициенты активности обменивающихся ионов; Z1 и Z2 — заряды обменивающихся ионов. Для проверки правильности данного положения необходимо определить значения константы ионного обмена в различных диэлектрических средах, определить в этих же средах отношения коэффициентов активностей обменивающихся ионов при равновесных концентрациях и сопоставить их изменения. Константу ионного обмена можно рассчитать по уравнению Е. Н. Гапона [15], которое в случае обмена двухзарядных катионов на однозарядные принимает вид: агс\'! vj* в --??". (50) где H1Hd2— количества адсорбированных ионов; C1 и C2—молярные концентрации ионов в равновесии. Логарифм отношения коэффициентов активностей можно определить, согласно теории Дебая и Гюккеля [16], по уравнению: , = iff!___^2Pl ) ( *___Є2Р2 ) Ш Y2 2 KtkTr1 EfcT(H-T1P1)/ \2гкТг2 ЧгкТ (1 + r2p2)/ ' * ' 96 где е — величина элементарного заряда; є — диэлектрическая постоянная среды; k — константа Больцмана; T — температура, ° К; гъ /-2 —радиусы двух- и однозарядного ионов; рх, р2— обратные значения радиусов ионных сфер двух- и однозарядных ионов. Для частного случая рассматриваемого обмена ионов калия с ионами кальция уравнение (51) может быть упрощено: , Yi * е2 ( 1 ^ 1^=I-JmKr-Tj ¦ (52) Изучая ионный обмен на каком-либо катионите из растворов разной полярности, можно рассчитать зависимость логарифма константы ионного обмена от диэлектрической постоянной раствори- , T1/2 теля, полученные изменения сопоставить с изменениями Ig- Ї2 и убедиться, что эти изменения равнозначны. Выполнение работы, В тридцать пронумерованных колб вносят по 5 г катионита (эспатит в Са-форме), взвешенного с точностью до 0,01 г. В шеСть первых колб вливают водные растворы хлорида калия следующих концентраций: 0,05; 0,075; 0,10; 0,15; 0,20 и 0,25 н. Затем готовят водноспиртовые растворы хлорида калия с содержанием спирта: 30, 50, 70 и 90 вес. %. Для каждого раствора данной концентрации спирта приготовляют шесть растворов хлорида калия указанных выше концентраций и вливают в колбы с навеской катионита. Для установления равновесия колбы непрерывно встряхивают в течение одних суток. После этого в аликвотной доле каждого раствора определяют концентрацию обменивающегося иона кальция титрованием 0,1 н. раствором трилона Б. По экспериментальным данным рассчитывают изотерму ионного обмена, пользуясь уравнением, выведенным из уравнения E.H. Талона (50): кл ь ^ (ioocq — аса)(амакс — 1j > йГл -^(«Са-0 где аСа — количество ионов Ca, вытесненных из 5 г эспатита в Са-форме, мг-экв/г\ C0 — начальная концентрация ионов калия (нормальность); амакс — максимальная емкость эспатита, мг-экв/г-, Ka. в — константа ионного обмена. Максимальную емкость эспатита амакс рассчитывают для каждого раствора с данной диэлектрической постоянной по уравнению Лэнгмюра [5]. Далее для каждого раствора рассчитывают среднее значение Ka. в. берут логарифм Ka, в и затем строят один общий график в координатах: обратная величина диэлектрической постоянной — логарифм константы ионного обмена. При этом обычно получается прямая линия. / 4 Б. В. Айвазов 97 Yi По формуле (52) рассчитывают значения lg-2— , подставляя в Y2 формулу значения постоянных е = 4,803-10~10; k= 1,38- 10_1в; T = 298; ^ = ^3 = 3,7-10-8; r2 = rK = 2,47-Ю"8. Для значений диэлектрической постоянной є пользуются следующими величинами: вода — 78,5; 30%-ный раствор этанола — 61,1; 50%-ный—49,0; 70%-ный — 38,0; 90%-ный — 28,0. Расчетные данные для Ig —сопоставляют с полученными Y2 ¦у 1/2 значениями Ig/Ca, в- Изменения Д Ig^- и A Ig/Сд, в должны быть
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
