Cтраница 1
Свойства ионообменных смол часто различаются от партии к партии; объясняется это несовершенством технологии их получения. Еще несколько лет назад исследователь, использующий ионообменную хроматографию, получая небольшое количество смолы, которая давала ему возможность достигнуть сложного или необычного разделения, позднее горевал, что не может получить больше точно такой смолы, а ни с одной другой ему не удается воспроизвести результаты. Сейчас положение улучшилось, хотя отклонения в свойствах смолы от партии к партии все еще наблюдаются. [1]
Для объяснения свойств ионообменных смол предложены различные теории. Качальский [27] исходил из аналогии ионитов с растворимыми полиэлектролитами. [2]
Подробный анализ свойств ионообменных смол, отличающихся по химической структуре элементарных ячеек макромолекул, позволяет наметить одновременно и иной путь изменения степени диссоциации ионогенных групп смолы. Известно большое число разнообразных слабокислотных катионообменных смол, содержащих карбоксильные и оксифениль-ные группы, обладающие различной степенью диссоциации, несмотря на то, что указанные сорбенты содержат одинаковые кислотные группы. [3]
Для объяснения свойств ионообменных смол предложены различные теории. Качальский [27] исходил из аналогии ионитов с растворимыми полиэлектролитами. [4]
При рассмотрении свойств синтетических полимерных ионообменных смол общепринятым является предположение о доннановском равновесии между ионитом и раствором. Уравнение Доннана выведено на основании термодинамических соотношений при условии, что система сохраняет электронейтральность и что ионит так же, как раствор, гомогенен. Если считать, что ионит гомогенен, его можно рассматривать как концентрированный раствор электролита, в котором ионы определенного знака связаны с матрицей полимера [1], которая не нарушает пространственного распределения зарядов в растворе и свойства ионов, включая диссоциацию ионогенных групп. Однако полимер исключает часть ионов из пространства, занимаемого ионитом, и, следовательно, путь, который совершают ионы при диффузии в ионит, увеличивается. Райхенберг и Маккоули [2] подробно исследовали влияние содержания ДВБ при обмене ионов щелочных металлов и водорода на сульфированных сополимерах стирола и дивинилбензола, изменяя в широком интервале содержание последнего. [5]
При рассмотрении свойств синтетических полимерных ионообменных смол общепринятым является предположение о доннановском равновесии между ионитом и раствором. Уравнение Доннана выведено на основании термодинамических соотношений при условии, что система сохраняет электронейтральность и что ионит так же, как раствор, гомогенен. Если считать, что ионит гомогенен, его можно рассматривать как концентрированный раствор электролита, в котором ионы определенного знака связаны с матрицей полимера [ II, которая не нарушает пространственного распределения зарядов в растворе и свойства ионов, включая диссоциацию ионогенных групп. Однако полимер исключает часть ионов из пространства, занимаемого ионитом, и, следовательно, путь, который совершают ионы при диффузии в ионит, увеличивается. Следующее допущение состоит в том, что единственным параметром, характеризующим структуру ионита, является число поперечных связей, измеряемое количеством введенного в ионит дивинилбензола ( ДВБ), Райхенберг и Маккоули [2] подробно исследовали влияние содержания ДВБ при обмене ионов щелочных металлов и водорода на сульфированных сополимерах стирола и дивинилбензола, изменяя в широком интервале содержание последнего. [6]
Чаще всего для объяснения свойств ионообменных смол применяют представления о доннановском равновесии. Сущность этого явления состоит в том, что если два раствора разделены мембраной, которая непроницаема, по крайней мере, для одного вида ионов, находящихся в одном из растворов, то другие ионы, для которых мембрана проницаема, распределяются по обе стороны этой мембраны неравномерно. [7]
Получены полифосфиновые кислоты, обладающие свойствами ионообменных смол. [8]
Почвы обладают ионообменными свойствами, аналогичными свойствам ионообменных смол. Благодаря им почвы задерживают катионы и анионы солей и постепенно замещают их на другие, поступающие извне. Плохо закрепляются в почве анионы NOj и С1 - и потому они очень подвижны. При избытке влаги эти анионы легко вымываются из поверхностных слоев почв и переносятся в более глубокие слои. Считают, что в подземные воды уходит до 13 % нитратного азота, содержащегося во вносимых на поля удобрениях. Поэтому нитратные удобрения вводят в почву во время посева или в период развития растений в виде подкормки. [9]
Обычно бывает трудно решить вопрос о том, зависят ли различные объемы удерживания только от свойств ионообменных смол. На практике всегда имеется некоторый эффект разделения вследствие частичной растворимости или адсорбции соединений на матрице смолы, кроме того, нельзя не учитывать молеку-лярно-ситовые эффекты. [10]
При изучении закономерностей процесса ионного обмена большое внимание уделяется свойствам растворов [1-4], но во многих случаях недооценивается влияние структуры и свойств ионообменных смол на процесс ионного обмена. [11]
Если полиамины, например этилендиамин, диэтилентриамнн, триэтилентетрамин, тетраэтиленпентамин или ди - ( З - аминопропил) - амин, взаимодействуют с двумя или более молями эпихлоргидрина, то образуются смолы, обладающие свойствами ионообменных смол. Для проведения реакции 920 г эпихлоргидрина, 436 г 68 8 % отилендиамина и 1650 г веды, в которой растворено 206 г едкого натра, нагревают при 65 - 70е до тех пор, пока не образуется гель. [12]
Если полиамины, например этилендиамин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин, тетраэтиленпентамин или ди - ( З - аминопропил) - амин, взаимодействуют с двумя или более молями эпихлоргидрина, то образуются смолы, обладающие свойствами ионообменных смол. Для проведения реакции 920 г эпихлоргидрина, 436 г 68 8 % этилендиамина и 1650 г веды, в которой растворено 206 г едкого натра, нагревают при 65 - 70 до тех пор, пока не образуется гель. [13]
В настоящее время синтезируются иониты, которые избирательно поглощают те или иные вещества. Эти свойства ионообменных смол расширяют возможности применения их в медицине. Как известно, при развитии атеросклероза немаловажную роль играет гиперхолестеринемия. С целью снижения холестерина в крови некоторые авторы пытались подобрать анио-нит, избирательно поглощающий холестерин. [14]
Законы, по которым происходит реакция обмена, сложны: частично они могут быть объяснены законом действия масс и соотношением зарядов и активности ионов. На преимущественное свойство ионообменной смолы принимать из раствора два или больше ионов указывает коэффициент избирательности. Вообще товоря, смола поглощает преимущественно двухвалентные и более ионы, а не моновалентные, и в случае выбора между ионами одинаковой валентности смола поглощает более тяжелый ион. [15]