Аналитическая химия и физико-химические методы анализа. Лебедева М.И. - 128 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

генных групп определяет способность ионообменника к ионизации, следовательно, к ионному обмену в
зависимости от рН.
По степени ионизации ионогенных групп катионообменники подразделяют на сильно- и слабоки-
слотные,а анионообменники – на сильно- и слабоосновные. Высокоионизированные сильнокислотные
катионообменники, содержащие, например, группу ―SO
3
H, обладают способностью обмена ионов во-
дорода на ион металла в интервале изменения рН от 0 до 14. Слабокислотные катионообменники с ио-
ногенными группами ―РО(ОН)
2
, ―СООН депротонируются, а следовательно, способны к обмену ио-
нов водорода в нейтральной и щелочной средах. Сильноосновные анионообменники. содержащие чет-
вертичные аммониевые группы, обменивают ион гидроксида на ионы того же знака в интервале рН от 0
до 14. Слабоионизированные смолы, низкая основность которых обусловлена различными аминными
группами (–NH
2
, =NH, ≡N), применяют в нейтральных и кислых растворах.
Свойства ионообменника поглощать определенное количество ионов из раствора характеризуются
обменной емкостью. Обменную емкость выражает количеством моль-эквивалентов, обменивающегося
иона на единицу массы или объема смолы (моль-экв/г или
моль-экв/см
3
).
Ионообменная хроматография, имея свои особенности, подчиняется общим законам сорбции. На
процесс ионного обмена оказывают влияние природа ионообменника и природа ионов исследуемого
раствора, а также ряд экспериментальных факторов: параметры колонки, размеры зерен ионообменни-
ка, скорость пропускания раствора, состав подвижной фазы, температуры и др.
В зависимости от целей эксперимента применяемый ионообменник обрабатывают растворами ки-
слот, щелочей, солей для переведения в определенную форму (например, RH, ROH или их солевые
формы RNa, RCl, RNH
4
). Отработанный ионообменник регенерируют, возвращая его в исходное со-
стояние, т.е. процессы обмена чередуют с процессом регенерации ионообменника, что можно предста-
вить в виде следующих уравнений.
Катионный обмен
4224
SOHCuRCuSORH2 +→+
или в общем виде
HAnRKtKtAnRH +
↔
+ ,
где R – сложный органический радикал.
Для регенерации катионита через колонку пропускают кислоту
22
CuClRH2HCl2CuR +→+ .
Анионный обмен:
OH2SORSOHROH2
24242
+→+
или в общем виде
OHRAnHAnROH
2
+
↔
+ .
Для регенерации анионита через колонку пропускают щелочь:
4242
SONaROH2NaOH2SOR +→+
Пример: разделение на катионите ионов цинка(II) и Fe(III).
Разделение этих ионов основано на использовании амфотерных свойств цинка. Смесь, содержащую
Zn(II)– и Fe(III)–ионы пропускают через катионит в Н-форме. При этом происходит поглощение катио-
нов. Затем катионит промывают раствором щелочи. Катионы цинка образуют
[]
+2
4
)OH(Zn –ионы, кото-
рые проходят в фильтрах, ионы железа (III) остаются на катионите. Железо извлекают из катионита 2 н
раствором HCl.
Реакции, протекающие на катионите, можно представить следующими уравнениями:

Страницы