Cтраница 4
В природе различают двл типа ПОПИТОЕ: с сдний стороны, повср. V % Oj, берлинская лазурь), с другой стороны, минеральные цеолиты, так называемые ядерные обменники, поглощение на которых обусловлено сильно развитой внутренней поверхностью. Все синтетические иониты занимают промежуточное положение: плавленые цеолиты на силикатной основе, а также большинство гелеобразных обмен-ников, полученных на основе алюмосиликатов, наряду с их студнеобразными промежуточными продуктами. Сюда относятся также обменники на основе искусственных смол, полученные в два последних десятилетия Эта группа соединений включает в себя исключительно линейносшитые макромолекулы ( отличающиеся от макромолекул Штаудингера только действующими обменноактивными группами), умеренносшитые, вплоть до сильносшитых почти ненабухающих поликонденсатов и полимеров. В настоящее время имеется достаточно много технических возможностей избежать промежуточных ступеней. Классификация многочисленных нонитов, которые сильно отличаются по своим свойствам, дается в таблице на стр. Различия в структуре и степени сшивки выражаются также в набухаемо-сти. В суспензоидах, мицеллярных коллоидах и макромолекулах ионообменный процесс протекает со значительной обратимой набухаемостью. Обменники на основе искусственных смол, которые имеются в продаже, обладают ограниченной обратимой набухаемостью. Другую крайность представляют природные цеолиты, интересные своей цеолитной связью воды, присутствие которой позволяет изучать макроскопические изменения структуры отдельного кристалла, происходящие при поглощении пли отдаче воды. Селективность ионообменных процессов определяется различными видами развития поверхности. Как показали в своих исследованиях Вигнер и Чернеску, селективность ионообменников в значительной мере обусловлена структурой. Поверхностные обменники ( каолин), активные группы которых располагаются на поверхности и поэтому доступны для ионов любой величины, естественно, не обладают никакой селективностью. Это подтверждается последними многосторонними исследованиями Баррера и сотрудников. [46]
В области процессов обмена с участием органических катионов известно также лишь очень небольшое число количественных исследований. В то же время этот вопрос имеет практический интерес, так как алкалоиды, витамины и основные аминокислоты можно разделять и концентрировать путем катион-ного обмена. Для адсорбции больших органических катионов применяются исключительно углеродистые иониты, обладающие порами большого размера и способностью к набуханию. Размеры нор синтетических алюмосиликатов слишком малы для поглощения этих катионов. Уже давно известно, что глинистые минералы, такие как каолинит и монтмориллонит, адсорбируют молекулы основных красителей, а синтетические алюмосиликаты не обладают этой способностью, несмотря на то, что синтетические иониты обладают гораздо большей емкостью по отношению к обычным катионам малых размеров. [47]
Самыми известными фирмами по изготовлению искусственных обменников являются: в ГДР народное предприятие Фар-бенфабрик Вольфен, а в ФРГ Фарбенфабрикен Бауэр; во Франции Etabl. Нью-Йорк) и много других. На отдельных предприятиях число синтезируемых типов ионитов во всех их вариантах измеряется сотнями. Однако практическое применение нашли лишь синтетические иониты, которые при многолетнем апробировании показали свою техническую пригодность, так как потребитель предъявляет к ионитам совершенно определенные требования. Чтобы быть нерастворимыми в воде и в других реагентах, а также иметь удовлетворительную механическую прочность и термическую устойчивость, обменники на основе искусственных смол в первую очередь должны иметь высокомолекулярный характер и достаточную степень сшивки. Далее, смола должна содержать соответствующее число обмен-ноактивных групп, чтобы производительность процесса ионного обмена была большой. Кроме того, смола должна обладать структурой геля, чтобы быть более или менее набухаемой ( в зависимости от степени сшивки, а также вида и числа активных групп) и не препятствовать диффузии ионов. Применение об-менника в разнообразных областях требует широкого диапазона размера зерен. Для специальных смол выдвигается требование специфичности в отношении свойств за счет изменения структуры или соответственно типов активных групп. [48]