Сжатие - ионит
Cтраница 1
 |
Схематическое изображение полифункционального взаимодействия органических ионов с ионитами. [1] |
Сжатие ионитов при сорбции органических ионов может сопровождаться возникновением участков слабого взаимодействия между участками сетчатой структуры, что приведет к возрастанию энтропии системы. Значительное усиление межцепного взаимодействия в сетчатой структуре может привести и к обратному эффекту - уменьшению энтропии в связи с уменьшением термодинамической подвижности сетчатой структуры. В соответствии с этим конформационная составляющая энтропии ионного обмена может характеризоваться различными знаками и приводить как к увеличению, так и к уменьшению избирательности сорбции органических веществ. [2]
Это явление описано с помощью ряда моделей, как связанных, так и не связанных с представлением о давлении набухания. Важным фактором здесь является сжатие ионита при сорбции ионов органического вещества, что соответствует дегидратации и уменьшению абсолютной величины отрицательного значения термодинамического потенциала, которая обычно возрастает с увеличением коэффициента набухания ионита. [3]
Полагая, что константа г мало изменяется в рассматриваемых системах, отличающихся лишь степенью набухания ионита, приходим к заключению, что экспоненциальный член уравнения ( 8) ( К в уравнении 7) должен зависеть от величины ns ДФ8, которая в свою очередь зависит от степени набухания ионита. Если поглощение ионов сопровождается сжатием ионита ( сорбируется ион, обозначенный индексом 1), то константа К должна уменьшаться при увеличении степени набухания ионита. [5]
Большое значение имеют гели полиэлектролитов в ионообменной хроматографии ( стр. В этом случае обратимое набухание и сжатие ионита при обмене ионов регулируют количеством межцепных химических связей; например, вводя 6, 10, 17 или 23 % дивинилбензола в поли-сульфостирол ( см. рис. 44), можно регулировать набухание смолы и уменьшить объем геля, приходящийся на1 моль сульфогрупп, соответственно от 300 до 100, 70 или 50 мл; одновременно изменяются среднее расстояние между ионо-генными группами, их электростатическое взаимодействие и активность растворителя. Степень набухания определяет для ряда органических ионов интенсивность ионного взаимодействия и возможность проникновения в сетку геля и, тем самым, избирательность поглощения, что имеет большое значение для хроматографии. [6]
Зависимости, представленные на рис. 6, показывают, что во всех системах с увеличением степени набухания ионитов уменьшается константа обмена и снижается избирательность поглощения ионов антибиотиков. Это относится и к обмену однозарядных ионов в случае ауре-омицина и террамицина и к обмену трехзарядных ионов стрептомицина на однозарядные ионы натрия и находится в соответствии с развитой теорией, так как поглощение ауре-омицина, террамицина и стрептомицина ионитами сопровождается сжатием ионитов. [8]
Набухание ионообменных смол в воде и сжатие на бухших зерен ионитов, помещенных в концентрированный раствор электролита, существенно влияет на прочность ионитов в ряде последовательных циклов обессоливания воды и регенерации ионообменных фильтров. Влияние набухания и сжатия ионообменных смол на прочность зерен особенно сильно проявляется в тех случаях, когда для регенерации ионообменных материалов применяют растворы кислот и щелочей более высокой концентрации, чем обычно, с целью повышения экономичности утилизации отработанных реагентов. Поэтому на взаимосвязи набухания и сжатия ионитов и их прочности следует остановиться более подробно. [9]
Сорбция органических ионов, особенно больших ионов физиологически активных веществ, осуществляется со значительной емкостью только на высокопроницаемых ионитах. У макропористых ионитов гидратация при этом меняется мало. При избирательной сорбции ионов органических веществ на гелевых или ге-теросетчатых ионитах происходит обычно сжатие ионитов и дегидратация их, что вносит свой вклад в энергетику ионного обмена. [10]
Обмен ионов на набухающих нонитах с термодинамической точки зрения характеризуется изменением свободной энергии или термодинамического потенциала и результате переноса ионов AJ из раствора в связанное с ионитом состояние и одновременного переноса эквивалентного количества ионов А2 из ионита в раствор, а также некоторого количества растворителя из раствора в попит или же в обратном направлении. Сорбция ионов водорода или поливалентных ионов металлов карбоксильными смолами приводит к резкому уменьшению объема ионита, к его сжатию. Это связано с уменьшением гидрофильности ионита после поглощения ионов, обладающих повышенной энергией взаимодействия с функциональными группами ионита. Во всех случаях сорбция иона, поглощающегося ионитом с большой избирательностью, сопровождается сжатием ионита. [11]
Иониты в контакте с водой не растворяются, но поглощают некоторое количество воды и набухают, являясь гелями с ограниченной набухаемостью. При этом объем ионитов увеличивается в 1 5 - 3 раза. Степень набухания: зависит от строения смолы, природы противоионов, от состава раствора. Набухание влияет на скорость и полноту обмена ионов, а также на селективность ионита. Оно прекращается после того, как разность осмотических давлений до и после обмена уравновесится упругими силами растяжения и сжатия ионита. [12]
Иониты в контакте с водой не растворяются, но поглощают некоторое количество воды и набухают, являясь гелями с ограниченной набухаемостью. При этом объем ионитов увеличивается в 1 5 - 3 раза. Степень набухания зависит от строения смолы, природы противоионов, от состава раствора. Набухание влияет на скорость и полноту обмена ионов, а также на селективность ионита. Оно прекращается после того, как разность осмотических давлений до и после обмена уравновесится упругими силами растяжения и сжатия ионита. [13]
Страницы: 1