Cтраница 2
Сотрудники фирмы Дау кемикл компани ( г. Мид-ленд, США) разработали новый метод применения ионообменных смол, опубликовав данные по нему в фирменной брошюре. Этот метод, названный ими исключением ионов ( способ опережающего электролита), использует совершенно овый принцип разделения. С его помощью электролиты могут быть полностью отделены от водорастворимых неэлектролитов без затраты тепла или химических реактивов. В брошюре приведены два примера такого разделения: отделение хлористого натрия от этилового спирта и отделение хлористого натрия от формальдегида. [16]
Термины электролит и неэлектролит в данном случае являются не абсолютными понятиями, а относительными. Так, например, уксусная кислота, имеющая константу диссоциации 1 75 - 10 - 5, играет роль неэлектролита в способе опережающего электролита, с помощью которого ее можно вполне удовлетворительно отделить от соляной кислоты. Утверждают, что этот новый метод сильно расширяет применение ионообменных смол и дает возможность в настоящее время осуществлять разделения, которые были бы неэкономичными при проведении их с помощью обычного ионного обмена. [17]
Однако между этими способами существует много важных различий. Способ отстающего электролита основан на обратимой ионообменной сорбции электролитов, в результате чего можно достичь хорошего отделения ионов от очень крупных органических молекул ( рис. 34), тогда как в случае способа опережающего электролита такое разделение вызывается диффузией органических молекул в поры иони-та, размеры которых становятся лимитирующим фактором. Если молекулярный вес органического компонента превысит некоторое критическое значение ( 500 - 1000), разделение может не произойти. [18]
Однако между этими способами существует много важных различий. Способ отстающего электролита основан на обратимой ионообменной сорбции электролитов, в результате чего можно достичь хорошего отделения ионов от очень крупных органических молекул ( рис. 34), тогда как в случае способа опережающего электролита такое разделение вызывается диффузией органических молекул в поры иони-та, размеры которых становятся лимитирующим фактором. Если молекулярный вес органического компонента превысит некоторое критическое значение ( 500 - 1000), разделение может не произойти. [19]
В этом случае не требуется регенерации смолы, которая происходит совершенно по другому механизму, чем при обычном ионном обмене. Границы применения способа опережающего электролита определяются многими факторами, а именно: скоростью движения жидкости через колонку, объемом разделяемого раствора и соотношением концентраций компонентов, рабочей температурой, величиной зерен смолы и степенью сшивки, степенью диссоциации соединений, подлежащих разделению. [20]
Способ опережающего электролита является совершенно, новым процессом разделения веществ. Его можно применить к широкому кругу смесей, подлежащих разделению, большинство которых нельзя экономически выгодно разделить с помощью обычного ионного обмена. Таким образом, способ опережающего электролита открывает новые направления в химической технологии. [21]
Однако если смешать все фракции какого-нибудь чистого компонента, то его средняя концентрация будет значительно меньше, чем первоначальная. Степень разбавления в процессе с движущимся слоем смолы тщательно не исследов-ана, но она должна быть заметно меньше, чем в процессе с неподвижным слоем. Отсюда разбавление продуктов не считается серьезным недостатком способа опережающего электролита. [22]
Другим примером разделения, которое предложено осуществлять по способу опережающего электролита, служит отделение хлористого натрия от формальдегида. Для успешного осуществления такого разделения ионным обменом желательно было бы, чтобы формальдегид присутствовал в количестве, скажем, 1 %, а хлористый натрий -: в гораздо большем. В химической промышленности, однако, такой раствор встречается очень редко; к тому же автор, имея многолетний опыт работы в химико-фармацевтической промышленности, вообще не встречался с задачей разделения хлористого натрия и формальдегида. Обычно возникает проблема очистки 37 % - ного раствора формальдегида от 0 05 % муравьиной кислоты и иногда от 1 % формиата натрия; в этих случаях обычный ионный обмен является идеальным методом разделения, потому что допускает очистку данным количеством смолы больших объемов 37 % - ного формальдегида. Проводя очистку по способу опережающего электролита, пришлось бы поглощать смолой 37 % формальдегида и отмывать водой 0 05 % муравьиной кислоты, что является абсурдом. [23]