Адсорбция ионов на твердой поверхности. Понятие об ионитах. Обратимая ионообменная адсорбция – основа ионообменной хроматографии.
Физические процессы молекулярной адсорбции на твердой поверхности описываются уравнениями Ленгмюра и Фрейндлиха. Уравнение Ленгмюра: , где Г – величина адсорбции, кмоль/кг или кмоль/м2; Гmax – величина предельной адсорбции, кмоль/кг (кмоль/м2); С – концентрация раствора, кмоль/л; а – константа равновесия адсорбции. Это уравнение хорошо описывает адсорбцию для малых и больших концентраций растворов (или давлений газа). Эмпирическое уравнение Фрейндлиха: , где Г – величина адсорбции, кмоль/кг (кмоль/м2); n – количество вещества-адсорбтива, кмоль; m – масса адсорбента, кг; К – константа (при С = 1 моль/л К = Г); 1/а – константа (адсорбционный показатель); зависит от природы адсорбента и температуры. 1/а = 0,1–1. Адсорбционная хроматография основана на различии сорбируемости разделяемых веществ адсорбентом (твёрдое тело с развитой поверхностью); распределительная хроматография — на разной растворимости компонентов смеси в неподвижной фазе (высококипящая жидкость, нанесённая на твёрдый макропористый носитель) и элюенте (следует иметь в виду, что при распределительном механизме разделения на перемещение зон компонентов частичное влияние оказывает и адсорбционное взаимодействие анализируемых компонентов с твёрдым сорбентом). Ионообменная хроматография основана на различии констант ионообменного равновесия между неподвижной фазой (ионитом) и компонентами разделяемой смеси. Если на поверхности адсорбента уже адсобирован электролит, то при контакте этого адсорбента с другим электролитом почти всегда в той или иной степени происходит ионообменная адсорбция. Она наблюдается на поверхности с достаточно выраженным двойным электрическим слоем. Подвижные противоионы электрического слоя способны обмениваться на другие ионы того же знака, находящиеся в растворе. Количественное описание ионообменного процесса (обратимость процесса, эквивалентность обмена, порядок обмена ионов) было сделано Гедройцем уже в начале XXв. Вещества, проявляющие способность к ионному обмену и используемые для адсорбции ионов, получили название ионообменников или ионитов. Иониты имеют каркасную структуру, «сшитую» ковалентными связями. Каркас (матрица) обладает положительным или отрицательным зарядом, который скомпенсирован противоположным зарядом подвижных ионов – противоионов, находящихся в адсорбционной и диффузной частях двойного электрического слоя. Противоионы могут заменяться на другие ионы из раствора с зарядом того же знака, а каркас выступает в роли полииона и обусловливает нерастворимость ионита в растворителе. Иониты делятся по составу на органические и неорганические, по происхождению – на природные и синтетические, по характеру обмениваемых ионов – на катиониты, аниониты и амфолиты. Из природных неорганических катионитов чаще используются кристаллические силикаты типа цеолитов: шабазит, глакуонит и др. их каркас состоит из сетчатой структуры алюмосиликатов, в порах которой расположены ионы щелочных или щелочноземельных металлов, являющихся противоинами. К природным ионитам относятся апатиты. Природные органические иониты – гумусовые вещества почв, содержащие карбоксильную группу, способную к ионному обмену. составляющие почву вещества обладают амфотерными свойствами и поэтому в зависимости от условий могут обменивать как катионы, так и анионы. Однако широкого применения природные иониты не имеют ввиду химической нестойкости и небольшой обменной емкости. Промышленное применение имеют синтетические иониты, и среди них наиболее широко используют ионообменные смолы, которые имеют сетчатую структуру и содержат ионогенные группы: - OH, COOH, SO3H, - COONa и т.п.
89. Написать формулу строения мицеллы золя, образованного в результате взаимодействия указанных веществ(избытка одного, затем другого вещества): CdCl 2 + Na 2 S ; FeCl 3 + NaOH . Назвать составляющие компоненты мицеллы.
1) CdCl2 + Na2S Избыток CdCl2 дает мицеллу: [ (CdCl2 ) Cd2+ · Cl–]+ x Cl– зародыш: (CdCl2 ) ядро: [ (CdCl2 ) Cd2+ гранула: [ (CdCl2 ) Cd2+ · Cl–]+ Избыток Na2S дает мицеллу: [2 (NaCl) 2 Cl– · Na+]– x Na+ зародыш: (NaCl ) ядро: (NaCl ) 2 Cl- гранула: [ (CdCl2 ) Cd2+ · Cl–]+ 2) FeCl3 + NaOH Избыток FeCl3 дает мицеллу: [ (FeCl3 ) Fe3+ · 2Cl–]+ x Cl– зародыш: (FeCl3 ) ядро: (FeCl3 ) Fe3+ гранула: [ (FeCl3 ) Fe3+ · 2Cl–]+ Избыток NaOH дает мицеллу: [3 (NaCl) 3 Cl– · 2Na+]– x Na+ зародыш: (NaCl ) ядро: 3 (NaCl) 3 Cl– гранула: [3 (NaCl) 3 Cl– · 2Na+]–
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (189)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |