Степень - набухание - ионит
Cтраница 4
В термодинамических исследованиях ионного обмена и других теоретических работах часто вместо емкости пользуются моляль-ной концентрацией ионогенных групп, выражаемой в мг-экв / г растворителя в порах ионита. Естественно, что моляльная концентрация фиксированных ионов есть величина переменная, зависящая от степени набухания ионита. [46]
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. [48]
Хорошо известно, что такие факторы, как степень сшивания и обменная емкость ионита, сильно влияют на селективность даже в условиях, весьма далеких от обращения сродства. Отсюда следует, что число поперечных связей в полимере и обменная емкость могут влиять на селективность лишь постольку, поскольку они влияют на степень набухания ионита. С ростом степени набухания величина селективности уменьшается. [49]
Именно сетчатая структура ионита не дает ему возможности полностью раствориться в воде. Набухание ионита в растворителе происходит до тех пор, пока разность осмотических давлений внутреннего и внешнего раствора не уравновесится силой упругости растянутой сетки матрицы. Степень набухания ионитов зависит от концентрации веществ в окружающем растворе и степени гидратации противоиона. [50]
Путем сополимеризации метакриловой кислоты с другими мостикообразующими агентами получены карбоксильные катиониты КМТ, КМ, КМГ и СГ. Все эти полимеризацион-ные карбоксильные смолы представляют собой белые порошки или зерна, обладающие обменной емкостью, равной 9 - 11 мг-экв. Степень набухания ионитов и их внутримолекулярная пористость определяются количеством сшивающего агента ( например, дивинилбензола), вступившего в реакцию сополимеризации. Смолы могут быть получены в виде сферических шариков определенных размеров. [51]
Оказалось, что уравнения ( I, 13) и ( I, 15) справедливы только для определенной системы-пара ионов-понпт. Можно полагать, что с ростом степени набухания ионитов величина /, зависящая от энергии взаимодействия сорбент-сорбат, будет падать, так как при этом увеличивается расстояние между сорбированными ионами и функциональными группами понита в случае полифункционального или сложного взаимодействия. [52]
Ионит, полученный с использованием малых количеств сшивающих веществ, вначале сильно набухает, а затем растворяется. Повышение количества сшивающего агента приводит к снижению степени набухания ионитов, к уменьшению их внутримолекулярной пористости. Слабо набухающие смолы не способны к поглощению заметных количеств воды ( несмотря на сохранение своих гидрофильных свойств) вследствие малой подвижности их цепей. Наиболее сшитые низкопористые ионообменные смолы обладают коэффициентами набухания, близкими к коэффициентам набухания минеральных катионитов - алюмосиликатов. [53]
Повышение сорбируемости стрептомицина карбоксильными смолами по сравнению с его сорбцией пермутитом связано со способностью карбоксильных смол набухать в воде или в растворе и создавать внутримолекулярную пористость сорбента. Изменяя количество сшивающего агента, вводимого при синтезе смол, можно создать иониты различной степени набухания. Как видно из табл. 13, с увеличением степени набухания ионитов возрастает и обменная емкость смол по отношению к стрептомицину. Сильно набухающие смолы КМТ и КМД сорбируют стрептомицин в количестве, превосходящем две трети от веса сухой смолы. Некоторые сильно набухающие карбоксильные катиониты, как например смола КБ-4П-2, сорбируют стрептомицин в большем количестве, чем вес сухого сорбента. [54]
 |
Обмен пенициллина с ионами хлора на аниопитах различной структуры. [55] |
Эти результаты демонстрируют энтропийную природу избирательности сорбции ионов пенициллина. Своеобразие явления прежде всего проявляется в зависимости константы ионного обмена от коэффициента набухания смол. В отличие от обычно наблюдаемого резкого падения констант ионного обмена при увеличении степени набухания ионитов изменение констант обмена здесь незначительное, причем имеется даже некоторая тенденция к увеличению константы ионного обмена с ростом набухаемости смолы. [56]
Для ионитов СБС-1 характерна ограниченная проницаемость по отношению к крупным органическим ионам с преимущественным содержанием гидрофильных функциональных групп по сравнению с малыми неорганическими ионами. Соотношение гидрофобных и гидрофильных структурных элементов сетки ионитов СБС-2 и СБС-3 обеспечивает ее проницаемость для ионов различной гидрофильности. Авторы предполагают, что высокая проницаемость этих ионитов для крупных органических ионов, не соответствующая степени набухания ионитов, связана с повышенной гибкостью участков продольных цепей структурной сетки, заключенных между соседними поперечными связями. [57]
Наряду с другими факторами не менее важную роль играют набухание и степень диссоциации карбоксильных групп катионита. Степень набухания зависит, прежде всего, от количества кросс-агента, которое вводится при синтезе ионитов. Чем меньше ионит содержит кросс-агента, тем выше его кинетические свойства, так как увеличивается степень набухания ионитов. Однако степень набухания ионитов зависит также от природы поглощенных ионов ( молекул) и от концентрации раствора. Известно, что по мере увеличения концентрации растворов уменьшается удельный объем частицы ионита. Это, вероятно, играет не малую роль при обмене ионов Н - Na в концентрированном растворе NaCl ( 5 2 N), содержащем NaOH ( 0 1 jV), на катионитах КБ-2 и КМТ. Характерно, что эти катиониты, особенно в Na-форме, сильно меняют удельный объем в процессе ионного обмена. [58]
Наряду с другими факторами не менее важную роль играют набухание и степень диссоциации карбоксильных групп катионита. Степень набухания зависит, прежде всего, от количества кросс-агента, которое вводится при синтезе ионитов. Чем меньше ионит содержит кросс-агента, тем выше его кинетические свойства, так как увеличивается степень набухания ионитов. Однако степень набухания ионитов зависит также от природы поглощенных ионов ( молекул) и от концентрации раствора. Известно, что по мере увеличения концентрации растворов уменьшается удельный объем частицы ионита. Это, вероятно, играет не малую роль при обмене ионов Н - Na в концентрированном растворе NaCl ( 5 2 N), содержащем NaOH ( 0 1 jV), на катионитах КБ-2 и КМТ. Характерно, что эти катиониты, особенно в Na-форме, сильно меняют удельный объем в процессе ионного обмена. [59]
Замена на иоиите одного иона другим приводит к изменению степени набухания ионита. При этом некоторое количество растворителя либо проникает в ионит, либо удаляется из него. Введение сильно сольватированного многозарядного иона приводит к уменьшению степени набухания ионита, что связано с уменьшением степени сольватации ионов и ионита в результате их сильного электростатического взаимодействия. Аналогичная картина имеет место и при переводе карбоксильного катионита в водородную форму. Это наблюдается и в том случае, когда поглош. Таким образом, процесс обмена иоисв на сильнонабухающих вонитах с термодинамической точки зрения характеризуется изменением свободной энергии в результате перехода ионсв А из раствора в ионит и ионов Аг в раствор и переноса растворителя из раствора в ионит или из ионита в раствор. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5