ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
4
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИОННОМ ОБМЕНЕ И ИОНИТАХ
Ионообменные материалы за сравнительно короткое время получили
широкое распространение в различных областях науки и промышленности.
Основными потребителями ионитов и ионообменной технологии являются :
аналитическая и препаративная химия , биохимия , медицина, фармацевтическая
промышленность и пищевая промышленность, водоподготовка для
прецизионных производств, тепло- и атомной энергетики и др. Уровень
требований , предъявляемых к ассортименту , свойствам и качеству
ионообменных материалов , непрерывно растет. Возможности практического
применения ионитов расширяются в связи с синтезом новых типов
ионообменных и сорбционных материалов .
Рациональное использование ионитов для решения практических задач
требует всестороннего изучения их физико-химических свойств и параметров
равновесий в ионообменных системах , делает необходимым разработку
методов теоретического обоснования и оптимизации ионообменных
процессов .
Ионный обмен - гетерогенный химический процесс, в котором
участвует электролит и ионит. Ионит - твердая или жидкая , не смешивающаяся
с водой или другим растворителем фаза.
Полимерные иониты представляют собой сшитые полиэлектролиты ,
состоящие из каркаса (матрицы ) и функциональных (ионогенных) групп.
Вследствие их ионизации в ионите образуются две разновидности ионов:
фиксированные, закрепленные на матрице и не способные перейти во внешний
раствор, а также ионы , противоположные по знаку заряда фиксированным
ионам . Их называют противоионами. Они легко переходят во внешний раствор
в обмен на строго эквивалентное количество ионов того же знака,
поступающих в ионит из внешнего раствора.
Если ионизация функциональных групп приводит к образованию
свободных (не связанных ковалентно с органическим полимером ) катионов, то
ионообменник называется катионитом . Функциональные группы катионитов:
SO
3
-
¦H
+
; -СОО
-
¦Н
+
; -
−2
3
PO ¦2H
+
; -
−2
3
SeO ¦2H
+
;
-
−2
3
AsO
¦2H
+
; -S
-
¦H
+
; -O
-
¦H
+
(гидроксильные группы фенольного ядра) и др.
Если при ионизации фиксированных функциональных групп полимера
образуются свободные анионы , ионит является анионитом . Функциональные
группы анионитов : -N
+
(CH
3
)
3
, -NН
3
+
, =NH
2
+
, ≡NH
+
и др.
Ионообменные синтетические материалы получаются полимеризацией
или поликонденсацией исходных низкомолекулярных веществ. Ионогенные
функциональные группы в полученных высокомолекулярных материалах ,
придающих им свойства катионообменника или анионообменника, вводят
обычно на последних этапах синтеза.
В зависимости от константы ионизации функциональных групп
катионообменники могут быть отнесены к сильнокислотным или
слабокислотным, а анионообменники к сильно - и слабоосновным. Среди
4 1. О БЩ И Е СВ Е Д Е Н И Я О Б И О Н Н О М О БМ Е Н Е И И О Н И Т А Х И онооб м енны е м атериалы з а сравнительно короткое врем я получ или ш ирокое распространение в раз лич ны х об ластях науки и пром ы ш ленности. О сновны м и потреб ителям и ионитов и ионооб м енной технологии являю тся: аналитич еская и препаративная хим ия, б иохим ия, м едицина, ф арм ацевтич еская пром ы ш ленность и пищ евая пром ы ш ленность, водоподготовка для прециз ионны х произ водств, тепло- и атом ной энергетики и др. У ровень треб ований, предъ являем ы х к ассортим енту, свойствам и кач еству ионооб м енны х м атериалов, непреры вно растет. В оз м ож ности практич еского прим енения ионитов расш иряю тся в связ и с синтез ом новы х типов ионооб м енны х и сорб ционны х м атериалов. Рациональное использование ионитов для реш ения практич еских з адач треб ует всестороннего из уч ения их ф из ико-хим ич еских свойств и парам етров равновесий в ионооб м енны х систем ах, делает необ ходим ы м раз раб отку м етодов теоретич еского об основания и оптим из ации ионооб м енны х процессов. И онны й об м ен - гетерогенны й хим ич еский процесс, в котором уч аствуетэлектролити ионит. И онит- твердая или ж идкая, не см еш иваю щ аяся с водой или другим растворителем ф аз а. Полим ерны е иониты представляю т соб ой сш иты е полиэлектролиты , состоящ ие из каркаса (м атрицы ) и ф ункциональны х (ионогенны х) групп. В следствие их иониз ации в ионите об раз ую тся две раз новидности ионов: ф иксированны е, з акрепленны е нам атрице и не способ ны е перейти во внеш ний раствор, а такж е ионы , противополож ны е по з наку з аряда ф иксированны м ионам . И х наз ы ваю тпротивоионам и. О ни легко переходятво внеш ний раствор в об м ен на строго эквивалентное колич ество ионов того ж е з нака, поступаю щ их в ионитиз внеш негораствора. Е сли иониз ация ф ункциональны х групп приводит к об раз ованию своб одны х (не связ анны х ковалентно с органич еским полим ером ) катионов, то ионооб м енник наз ы вается катионитом . Ф ункциональны е группы катионитов: SO3-¦H+; -С О О -¦Н+; - PO3 2− ¦2H+ ; - SeO32− ¦2H+ ; - AsO32− ¦2H+ ; -S-¦H+ ; -O -¦H+ (гидроксильны е группы ф енольного ядра) и др. Е сли при иониз ации ф иксированны х ф ункциональны х групп полим ера об раз ую тся своб одны е анионы , ионит является анионитом . Ф ункциональны е группы анионитов: -N+(CH3)3 , -NН3+, =NH2+, ≡NH+ и др. И онооб м енны е синтетич еские м атериалы получ аю тся полим ериз ацией или поликонденсацией исходны х низ ком олекулярны х вещ еств. И оногенны е ф ункциональны е группы в получ енны х вы соком олекулярны х м атериалах, придаю щ их им свойства катионооб м енника или анионооб м енника, вводят об ы ч нонапоследних этапах синтез а. В з ависим ости от константы иониз ации ф ункциональны х групп катионооб м енники м огут б ы ть отнесены к сильнокислотны м или слаб окислотны м , а анионооб м енники к сильно- и слаб оосновны м . Среди
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- …
- следующая ›
- последняя »