Катиониты - содержонок
Cтраница 2
 |
Кривые поглощения Г ионов ( Na или С1 - ионитами четырех возможных классов в зависимости от рН ( или рОН равновесного раствора. [16] |
Наиболее распространенные катиониты содержат сульфо-группы - ЗОзН, которые диссоциируют и способны к обмену иона водорода на другие катионы даже в кислой среде. В последнее время синтезируются и изучаются также катиониты, содержащие другие кислотные группы, в частности и комплексообразую-щие группы. Некоторые из подобных смол способны избирательно поглощать отдельные элементы или группы элементов из раствора. [17]
В качестве ионитов применяют и минеральные вещества ( пермутит, сульфоуголь, алюминатную окись алюминия), и синтетические ионообменные смолы, изготовляемые на основе фенола или стирола. Катиониты содержат активные функциональные группы - SO3H, - СООН или - ОН, которые структурно связаны со скелетом смолы. У анионитов обменными являются ионы гидроксила. Из смол отечественного производства чаще всего применяют катиониты КУ-1, КУ-2, СБС и аниониты АН-2Ф. [18]
В зависимости от знака заряда функциональных групп ионообменные смолы являются катионитами или анионитами. Катиониты содержат кислотные функциональные группы [ - SO3 -, - СО2 - РО32 -, - N ( CH2CO2 -) 2J, поэтому каркас катионита, несущий фиксированные отрицательные заряды, заряжен отрицательно. Отрицательные заряды каркаса компенсируются положительными зарядами противоионов, так что в целом катионит остается электронейтральным. Однако про-тивоионы, в данном случае катионы, в отличие от функциональных групп каркаса обладают подвижностью-и могут переходить в раствор в обмен на эквивалентное количество ионов из раствора. Этот обмен приводит к установлению подвижного равновесия между ионами, находящимися в фазе смолы и ионами в растворе. [19]
 |
Хроматограмма ионов на хроматографирующей окиси. [20] |
В дальнейшем благодаря большой устойчивости к воздействию кислот и щелочей стали предпочитать синтетические ионообменные смолы ( катиониты и аниониты), изготовляемые на основе сульфированного фгнола или полистирола. Катиониты содержат активные функциональные группы - SO3H - СООН или - ОН ( фенольная группа), которые прочно связаны со скелетом смолы. [21]
Авторы считают, что подобные смолы не могут обладать высокой относительной емкостью по Str3, так как эти катиониты не содержат других гидрофильных групп, на которых не происходит обмен ионов. Высокие относительные обменные емкости по Str3 были получены и на различных сополимерах типа КБ-4 с разным количеством ДВБ. Эти катиониты содержат только карбоксильные группы, обладают большой обменной емкостью по Na и различной набухаемостью. [22]
Явление ионного обмена было открыто более ста лет назад. Сущность ионного обмена основана на способности ионообменных материалов, или ионитов, поглощать из раствора электролита катионы в обмен на эквивалентное количество ионов ионита. Процесс обработки воды методом ионого обмена, в результате которого происходит обмен катионов, называется катионированием. Катиониты по составу бывают минеральными и органическими, которые, в свою очередь, разделяются на катиониты естественного и искусственного происхождения. Минеральные катиониты естественного происхождения характеризуются относительно малой обменной емкостью и недостаточной стойкостью, что привело к их постепенной замене искусственными катеонитами. Минеральные катиониты искусственного происхождения приготовляют смешением, раствора сульфата алюминия с растворами соды и жидкого стекла. Осаждающийся алюмосиликагель I Na2O Al2O3 nSiO2 / nH2O обезвоживают на фильтр-прессе с последующим i просушиванием отжатого геля током горячего воздуха. В технологии очистки воды в основном применяют органические катиониты искусственного происхождения. Все катиониты содержат функциональные химически активные группы, водород которых способен замещаться другими катионами. Чаще применяются катиониты, содержащие сульфогруппу - SO3H, карбоксильную группу - СООН и гидроксильную группу - ОН. В последние годы синтезированы катиониты с функциональными группами фосфорной - НРОз и фосфористой - Р РОз кислот. Иониты широко используют для уменьшения жесткости воды и ее обессоливания, для выделения и разделения разнообразных неорганических и органических ионов. Ионный обмен используют в кожевенной, гидролизной, фармацевтической промышленности; для очистки растворов, а также для удаления солей из сахарных сиропов, молока, вин. С помощью ионитов улавливают ионы ценных элементов из природных растворов и отработанных вод различных производств. [23]
Страницы: 1 2