Потенциометрическое титрование ионитов. Славинская Г.В - 14 стр.

UptoLike

Рубрика: 

14
Увеличение содержания кросс- агента в матрице ионита можно
рассматривать по аналогии с обезвоживанием ионита. И в том , и другом случае
происходит изменение энергетического состояния молекул растворителя ,
низкомолекулярных ионов и фиксированных групп в фазе ионообменника. В
литературе имеются сведения о том , что полимерные цепочки матрицы ионита
придают ей характерные черты органического растворителя , а гидратация
полярных групп ионообменника обусловливает наличие в нем достаточно
большого количества воды . Можно считать набухший ионит водно-
органическим раствором с довольно высоким содержанием органического
компонента.
Варьирование содержания кросс- агента в ионите приводит к изменению
степени гидратации смолы , и, следовательно, к изменению соотношения
количества органического компонента и воды в фазе ионита. Следствием этого
является изменение эффективной диэлектрической проницаемости ионита.
Согласно Мэлвину - Хьюзу, диэлектрическая проницаемость среды оказывает
значительное влияние на константу ионизации взаимодействующих ионов .
Зависимость между ними может быть выражена уравнением :
()
ε
21
rr
A
pKpK
+
+=
, (10)
где ;
3,2
0
2
21
εkT
ezz
A = ε
о
- диэлектрическая проницаемость вакуума; ε -
относительная диэлектрическая проницаемость среды ; z
1
и z
2
- заряды
взаимодействующих ионов ; k - постоянная Больцмана; pK
*
- константа
ионизации при условии отсутствия электростатического взаимодействия ионов
( то есть при ε→∞).
Таким образом , увеличение содержания сшивающего агента в матрице
ионита приводит к уменьшению диэлектрической проницаемости в фазе
ионита и вследствие этого к значительному усилению электростатического
взаимодействия «фиксированная группа противоион» . Следовательно, с
увеличением числа поперечных связей происходит ослабление кислотно-
основных свойств ионитов. Это является справедливым как для катионитов ,
так и для анионитов.
Характер зависимости параметра n в уравнении Гендерсона-
Гассельбаха, определяющий , согласно Грегору, конфигурационную энтропию
полимерных цепей ионитов, от природы и содержания кросс- агента
неоднозначен. Так , в ряде работ показано, что с увеличением степени сшивки
величина n сначала возрастает, достигая максимального значения ~ 2, а затем
уменьшается при более высоких степенях сшивания . Другие авторы не
обнаружили зависимости величины n от концентрации сшивающего агента
для низкоосновных анионитов .
Природа кросс- агента также оказывает влияние на значение параметра n,
однако этот вопрос специально не изучался .
                                              14


       У велич ение содерж ания кросс-агента в м атрице           ионита м ож но
рассм атриватьпо аналогии с об ез вож иванием ионита. И в том , и другом случ ае
происходит из м енение энергетич еского состояния м олекул растворителя,
низ ком олекулярны х ионов и ф иксированны х групп в ф аз е ионооб м енника. В
литературе им ею тся сведения о том , ч то полим ерны е цепоч ки м атрицы ионита
придаю т ей характерны е ч ерты органич еского растворителя, а гидратация
полярны х групп ионооб м енника об условливает налич ие в нем достаточ но
б ольш ого колич ества воды . М ож но сч итать наб ухш ий ионит водно-
органич еским раствором с довольно вы соким содерж анием органич еского
ком понента.
       В арьирование содерж ания кросс-агента в ионите приводит к из м енению
степени гидратации см олы , и, следовательно, к из м енению соотнош ения
колич ества органич еского ком понентаи воды в ф аз е ионита. Следствием этого
является из м енение эф ф ективной диэлектрич еской проницаем ости ионита.
Согласно М элвину-Х ью з у, диэлектрич еская проницаем ость среды оказ ы вает
з нач ительное влияние на константу иониз ации вз аим одействую щ их ионов.
Зависим остьм еж ду ним и м ож етб ы тьвы раж енауравнением :

                                                       A
                                     pK = pK ∗ +                 ,                       (10)
                                                   (r1 + r2 )ε
            z1 z 2 e 2
где   A=               ;   εо   - диэлектрич еская               проницаем ость вакуум а; ε -
           2,3kTε 0
относительная диэлектрич еская проницаем ость среды ; z1            и z2 - з аряды
                                                                    *
вз аим одействую щ их ионов; k - постоянная Больцм ана; pK - константа
иониз ации при условии отсутствия электростатич еского вз аим одействия ионов
(то естьпри ε→∞).
       Т аким об раз ом , увелич ение содерж ания сш иваю щ его агента в м атрице
ионита приводит к ум еньш ению диэлектрич еской проницаем ости в ф аз е
ионита и вследствие этого к з нач ительном у усилению электростатич еского
вз аим одействия «ф иксированная группа – противоион». Следовательно, с
увелич ением ч исла попереч ны х связ ей происходит ослаб ление кислотно-
основны х свойств ионитов. Э то является справедливы м как для катионитов,
так и для анионитов.
       Х арактер з ависим ости парам етра         n     в уравнении Гендерсона-
Гассельбаха, определяю щ ий, согласно Грегору, конф игурационную энтропию
полим ерны х цепей ионитов, от природы и содерж ания кросс-агента
неодноз нач ен. Т ак, в ряде раб от показ ано, ч то с увелич ением степени сш ивки
велич ина n снач ала воз растает, достигая м аксим ального з нач ения ~ 2, а з атем
ум еньш ается при б олее вы соких степенях сш ивания. Д ругие авторы не
об наруж или з ависим ости велич ины n от концентрации сш иваю щ его агента
для низ коосновны х анионитов.
       Природакросс-агентатакж е оказ ы вает влияние наз нач ение парам етраn,
однако этотвопрос специальноне из уч ался.