Сорбция - неэлектролит
Cтраница 1
Сорбция неэлектролитов и слабых электролитов ионообменными материалами может быть очень значительной. Переход неэлектролита или слабого электролита из водной фазы в фазу ионита в соответствии с принципами экстракции оказывается тем большим, чем более крупной является молекула сорбирующегося соединения. Так, в ряду карбоно-вых кислот сорбируемость ионитами ( за счет неионообменных сил) возрастает в ряду: уксуснаяпропионоваяСмас - ляная. Однако если размер молекул больше, чем размер пор ионита, сорбируемость уменьшается или вовсе отсутствует - действует ситовой эффект. [1]
На сорбцию неэлектролитов ионообменными смолами заметно влияет обменная емкость смолы. [2]
Итак, сорбция неэлектролитов ионообменными смолами зависит от следующих факторов. Смолы сорбируют воду, и неэлектролиты растворяются во внутренней воде. [3]
Наряду с высаливающим эффектом имеются и другие факторы, влияющие на сорбцию неэлектролитов ионообменными смолами. Один из них - лондоновские ( или вандерваальсовы) силы притяжения [27] между углеводородным скелетом смолы и углеводородными компонентами раствора. Фактически Ка обычно больше для гидрофобного неэлектролита. [4]
Интересно отметить вполне удовлетворительное совпадение с данными о количестве гидратационной воды, полученными из опытов по сорбции неэлектролитов. Эта гидратационная вода может быть связана и с ионом водорода, и с сульфонат-ионом. [5]
Поскольку мы делали все время довольно грубые допущения, следует считать, что совпадение в определении числа молей гидратной воды у иона водорода, полученное в трех различных методах ( сорбция неэлектролитов, кинетика ионного обмена и набухание), вполне допустимое. Идея о разделении внутренней воды на свободную и гидратационную, вероятно, разумна, однако допущение постоянства количества молекул воды, входящей в гидратную оболочку фиксированных ионов и противоионов смолы, независимо от степени сшивки смолы, является почти наверняка грубым упрощением. [6]
Однако оказывается, что при данной моляльно-сти внешнего раствора моляльность неэлектролита внутри смолы снижается с ростом поперечной сшивки. Чтобы объяснить этот результат, указанный выше вывод следует уточнить, сделав предположение, что только часть внутренней воды доступна для неэлектролита, проникающего в зерно смолы; остальная часть воды связана ионами, которые ею гидратированы. Из этого предположения вытекает, что если для каждого значения концентрации в растворе составить зависимость сорбции неэлектролита ( в миллиграмм-молях на 1 г сухой смолы) от влагосодержания смолы, то она будет иметь прямолинейный характер. Кроме того, семейство прямых линий, соответствующих различным концентрациям в растворе, будет пересекать ось координат, на которой отложено влагосодержание, в одной и той же точке. [7]
 |
Характеристика КУ-2х8. [8] |
Влияние природы высаливателя на сорбционный процесс из растворов различными сорбентами исследовано мало. Однако механизм этого действия не всегда вполне ясен. В связи с широким применением процессов, связанных с высаливанием, представляется интересным расширить исследования влияния электролитов на сорбцию неэлектролитов и слабых электролитов. Ионообменные смолы, как сорбенты, в этом отношении представляют особый интерес, так как в набухшем состоянии их можно рассматривать как концентрированные растворы электролитов, обладающих высаливающим действием. [9]
Согласно Пепперу и Райхенбергу, когда полностью набухший катионит в солевой форме входит в соприкосновение с водным раствором соли или гидроокиси того же самого металла, наблюдаются два явления. Происходит потеря воды смолой и проникновение внутрь зерен некоторого количества электролита. Как степень уменьшения набухания, так и степень проникновения электролита в смолу снижаются с ростом поперечной связанности. Аналогичные явления наблюдаются и тогда, когда набухшая смола приходит в соприкосновение с водным раствором неэлектролита. С другой стороны, сорбция электролитов качественно подчиняется изотермам типа кривых Доннана, иначе говоря, отношение моляльностей растет с увеличением моляльности раствора. Проникновение, электролитов внутрь смолы имеет важное значение, тем не менее мы будем здесь подробно рассматривать только сорбцию неэлектролитов, потому что последнее явление интерпретируется более легко, и это в свою очередь позволяет выяснить основные характерные особенности ионообменных смол. [10]
Поскольку мы делали все время довольно грубые допущения, следует считать, что совпадение в определении числа молей гидратной воды у иона водорода, полученное в трех различных методах ( сорбция неэлектролитов, кинетика ионного обмена и набухание), вполне допустимое. Идея о разделении внутренней воды на свободную и гидратационную, вероятно, разумна, однако допущение постоянства количества молекул воды, входящей в гидратную оболочку фиксированных ионов и противоионов смолы, независимо от степени сшивки смолы, является почти наверняка грубым упрощением. Это взаимодействие стремится вытеснить молекулы воды из гидратной оболочки катиона и уменьшить степень его гидратации. Таким образом, в случае иона, находящегося в смоле с высокой степенью сшивки, определение количества молей воды, входящих в его гидратную оболочку, будет приводить к более низким результатам, чем в случае того же иона, находящегося в смоле с малой степенью сшивки. В некотором отношении это подтверждается приведенными выше цифрами. Количества молей воды, входящих в гидратную оболочку иона водорода, найденные с помощью определения сорбции неэлектролитов или подсчитанные из скоростей ионного обмена, получены в обоих случаях в результате экстраполяции к бесконечно большой степени сшивки; они поэтому представляют собой верхние пределы этой величины, равные 4 г-моль / г-ион и соответственно 5 г-моль / г-ион. [11]
Страницы: 1