Упрощенная HTML-версия
Катиониты содержат группы, способные к обмену катионами, например –SO
3
H; -
СООН. Катиониты подразделяются на сильнокислотные и слабокислотные.
Сильнокислотные содержат сульфогруппы – SО
3
H (например, КУ-2; СДВ-3);
слабокислотные содержат карбоксильные группы - СООН; фенольный гидроксил - ОН
(например, КБ-4, КБ-4П-2).
Аниониты содержат группы, способные к обмену анионами. Они, как правило,
представляют собой полиамины, в структуру которых входят четвертичные аммонийные,
пиридиновые, третичные, вторичные и первичные аминогруппы.
Аниониты также подразделяются на сильноосновные и слабоосновные. Первые
содержат четвертичную аммонийную группу −N≡; пиридиновую (например AB-I6; AB-
I7). Вторые - первичные, вторичные и третичные аминогруппы, например, АН-2В.
Способность ионитов к обмену обусловлена тем, что в его структуре имеются ионы,
обладающие определенной подвижностью в пределах каркаса. Механизм ионного обмена
можно описать следующими реакциями:
Катионный обмен:
RSO
3
-H
+
+ Na
+
+ Cl
-
= RSO
3
-Na
+
+ H
+
+ Cl
-
Анионный обмен:
RNH
3
-OH
-
+ Na
+
+ Cl
-
= RNH
3
-Cl
-
+ Na
+
+ OH
-
где
R – полимерный радикал, образующий каркас ионита,
H
+
и OH
-
- подвижные ионы (противоионы).
Для катионитов в основном характерна следующая
последовательность
сорбируемости катионов:
Li
+
< H
+
< Na
+
< NH
4
+
, K
+
< Ag
+
< Mg
2+
< Ca
2+
< Ba
2+
< Al
3+
< Ce
3+
< …
Наименьшим сродством к катиониту обладают литий и водород, наибольшим катион
плутония (4+).
Для сильноосновных анионитов
последовательность сорбируемости анионов
можно представить так:
гидроксид < фторид < пропионат < ацетат < формиат < иодат <
гидрокарбонат < хлорид < нитрит < бромат < цианид < бромид < нитрат <
гидросульфат < фенолят < иодид < тиоцианат < перхлорат
Важнейшей характеристикой ионита является его
обменная емкость
. Полная
обменная емкость ионита определяется числом фиксированных ионов и характеризуется
количеством вещества, которое способно обменивать 1 г сухого ионита или 1 мл
набухшего в растворе ионита. Типичные иониты имеют емкость 2-10 ммоль-экв/г.
Обменную емкость ионита можно определить титриметрическими методами. Различают
статическую и динамическую емкость
ионита.
Ионообменное равновесие описывается законом действия масс. Выведенное на
этом законе уравнение Никольского довольно точно описывает условия ионообменного
равновесия: (см. реакцию катионного обмена):
) (
)
(
)
(
) (
)
,
(
1
1
1
1
1
Н а Na
a
Na
а Н a
Na HК
рр
z
ионит
z
рр
z
ионит
z
где z – заряд соответствующих ионов,
а – активности соответствующих ионов.
К характеризует способность ионита к обмену с различными ионами из раствора.
Применение ионообменной хроматографии в аналитической химии и фарманализе:
для разделения растворов электролитов,
очистки растворов от примесей,