Потенциометрическое титрование ионитов. Славинская Г.В - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

5
катионитов и анионитов могут быть также ионообменники, содержащие
функциональные группы , по своей способности к ионизации занимающие
среднее положение .
К сильнокислотным относятся катиониты , содержащие сульфогруппы ,
присоединенные к бензольному кольцу (сульфокатиониты ). Кажущаяся
константа диссоциации сульфогрупп K
a
≤ 10
-1
÷10
-2
моль⋅ л
-1
(pK
a
≤ 1÷2).
Сильнокислотные катиониты могут применяться при любых значениях рН
водных растворов.
К катионитам средней силы относятся образцы с группами фосфорной
кислоты , у которых K
a
≤ 10
-3
÷10
-5
моль⋅ л
-1
(pK
a
≈ 3÷5). Эти иониты могут
работать при рН > 3. Слабокислотные катиониты содержат карбоксильные
группы с K
a
≤ 10
-5
÷10
-7
моль⋅ л
-1
(рK
a
≈ 5÷7). Они слабее своего аналога -
уксусной кислоты с
рK
a
= 4,75.
К очень слабокислотным относятся фенольные катиониты с
группами -C
6
Н
4
ОН (рK
a
≈ 10) и сульфгидрильные катиониты с группами -SH
(pK
a
> 10).
Как видно, значения pK
a
катионитов позволяют достаточно четко
провести их классификацию . Катиониты с кислотными группировками
значительно слабее их простых аналогов - соответствующих минеральных или
органических кислот, что объясняется деполяризующим влиянием матрицы
высокомолекулярного органического соединения на связь О:Н, в результате
которого снижается эффективный положительный заряд водорода.
В отличие от катионитов аниониты несколько труднее поддаются
классификации, так как их основность очень сильно зависит от места
расположения функциональных групп в структуре матрицы .
К сильноосновным относятся аниониты с четвертичными
алкиламмониевыми группами: -[N(CH
3
)
3
]
+
OH
-
,
K
b
≈ 10
-1
÷10
-2
(тип I) и
[N(CH
3
)
2
C
2
H
4
]
+
OH
-
, K
b
≈ 10
-1
÷10
-2
(тип II), и с пиридиниевыми группами -
[C
5
H
5
N]
+
OH
-
, K
b
≈ 10
-2
÷ 10
-3
, рK
b
= 2÷3.
К среднеосновным относятся аниониты с третичными (≡N), вторичными
(=NН) и первичными (-NН
2
) аминогруппами, присоединенными к
алифатической цепи матрицы (K
b
≈ 10
-3
÷10
-5
, рK
b
= 3÷5).
К слабоосновным относятся аниониты , в которых вторичные и третичные
аминогруппы присоединены (непосредственно или через метильную группу) к
ароматическому радикалу (K
b
≈ 10
-6
÷10
-9
, рK
b
= 6÷9).
Очень слабоосновными являются аниониты с пиридиниевыми
функциональными группами -C
5
H
4
N c K
b
≈ 10
-9
÷10
-10
(рK
b
= 9÷10), а также
аниониты с первичными аминогруппами, присоединенными к ароматическому
кольцу -C
6
H
4
-NH
2
(K
b
> 10
-10
).
Для анионитов справедлива следующая закономерность - с удалением
функциональных групп от ароматических и гетероциклических ядер в
структуре анионита их основность увеличивается . Сильноосновные аниониты
могут применяться при любых значениях рН среды , среднеосновные - при рН
≤ 11, слабоосновные - при рН ≤ 9, очень слабоосновные - при рН ≤ 5. 
                                        5


       катионитов и анионитов м огут б ы тьтакж е ионооб м енники, содерж ащ ие
ф ункциональны е группы , по своей способ ности к иониз ации з аним аю щ ие
среднее полож ение.
       К сильнокислотны м относятся катиониты , содерж ащ ие сульф огруппы ,
присоединенны е к б енз ольном у кольцу (сульф окатиониты ). К аж ущ аяся
константа диссоциации сульф огрупп Ka ≤ 10-1÷10-2 м оль⋅л-1 (pKa ≤ 1÷2).
Сильнокислотны е катиониты м огут прим еняться при лю б ы х з нач ениях рН
водны х растворов.
       К катионитам средней силы относятся об раз цы с группам и ф осф орной
кислоты , у которы х Ka ≤ 10-3÷10-5 м оль⋅л-1 (pKa ≈ 3÷5). Э ти иониты м огут
раб отатьпри рН > 3. Слаб окислотны е катиониты содерж ат карб оксильны е
группы с Ka ≤ 10-5÷10-7 м оль⋅л-1 (рKa ≈ 5÷7). О ни слаб ее своего аналога -
уксусной кислоты с рKa = 4,75.
       К оч ень слаб окислотны м         относятся     ф енольны е катиониты с
группам и -C6Н4О Н (рKa ≈ 10) и сульф гидриль     ны е катиониты с группам и -SH
(pKa > 10).
       К ак видно, з нач ения pKa катионитов поз воляю т достаточ но ч етко
провести их классиф икацию . К атиониты с кислотны м и группировкам и
з нач ительно слаб ее их просты х аналогов - соответствую щ их м инеральны х или
органич еских кислот, ч то об ъ ясняется деполяриз ую щ им влиянием м атрицы
вы соком олекулярного органич еского соединения на связ ьО :Н, в рез ультате
которого сниж ается эф ф ективны й полож ительны й з аряд водорода.
       В отлич ие от катионитов аниониты несколько труднее поддаю тся
классиф икации, так как их основность оч ень сильно з ависит от м еста
располож ения ф ункциональны х групп в структуре м атрицы .
       К     сильноосновны м      относятся     аниониты      с   ч етвертич ны м и
алкилам м ониевы м и группам и: -[N(CH3)3] OH , Kb ≈ 10 ÷10-2 (тип I) и
                                              +     -         -1

[N(CH3)2C2H4]+OH-, Kb ≈ 10-1÷10-2 (тип II), и с пиридиниевы м и группам и -
[C5H5N]+OH-, Kb ≈ 10-2 ÷ 10-3, рKb = 2÷3.
       К среднеосновны м относятся аниониты с третич ны м и (≡N), вторич ны м и
(=NН) и первич ны м и (-NН2) ам иногруппам и, присоединенны м и к
алиф атич еской цепи м атрицы (Kb ≈ 10-3÷10-5, рKb = 3÷5).
       К слаб оосновны м относятся аниониты , в которы х вторич ны е и третич ны е
ам иногруппы присоединены (непосредственно или ч ерез м етильную группу) к
аром атич еском у радикалу (Kb ≈ 10-6÷10-9, рKb = 6÷9).
       О ч ень слаб оосновны м и являю тся аниониты           с пиридиниевы м и
ф ункциональны м и группам и -C5H4N c Kb ≈ 10 ÷10  -9   -10
                                                            (рKb = 9÷10), а такж е
аниониты с первич ны м и ам иногруппам и, присоединенны м и к аром атич еском у
кольцу -C6H4-NH2 (Kb > 10-10).
       Д ля анионитов справедлива следую щ ая з аконом ерность- с удалением
ф ункциональны х групп от аром атич еских и гетероциклич еских ядер в
структуре анионита их основностьувелич ивается. Сильноосновны е аниониты
м огутприм еняться при лю б ы х з нач ениях рН среды , среднеосновны е - при рН
≤ 11, слаб оосновны е - при рН ≤ 9, оч еньслаб оосновны е - при рН ≤ 5.

Страницы