Бірдей зарядты иондар алмасуы кезіндегі селективтілік бойынша тжірибиелік мліметтер

Тзетілген селективтілік коэффициент ионит фазасыны ионды асиетіне туелді. Жоары дегейдегі рылымны згеруі кптеген ион алмасу смолдарын басатындыы длелденген.

азіргі уаытта ндірісте немесе лабораторияда ндірілетін барлы ион алмастырыш смолдарды негізі полистиролдан тігілген матрицадан трады.

Тігуші реагент ретінде детте дивинилбензол (ДВБ) олданылады. андай реагент болмасын, белгіленген типтегі ион алмастырыш смолаларды химиялы рылысы келесі 3 параметр бойынша аныталады:

1. Ион алмастырыш топты табиатымен;

2. Ион алуда олданылатын сол реагентті проценттік рамымен сипатталатын тігуші дрежімен;

3.3 сур. Калий-натрий жйесіндегі клдене байланыстар саны ртрлі полистиролды моносульфокатиониттерді селективтілігі.

3. Бір ионитті санына сйкес келетін алмастырыш топты санымен. Оларды алмастырыш сыйымдылыы деп те атайды.

Белгіленген алмастырыш сыйымдылыы бар кштінегізді катионитті (сульфотобы бар) арастырайы. 3.3 жне 3.4. суретте калий- натрий жне натрий- сутек ионы жйесіндегі тігуші дрежесіні ионалмастырыш асиеттеріне байланысты крсетілген. Бл анытамалар моносульфокатионитке таайындалан, яни ароматты саинаны райсысында бір сульфотоптан тратын катионит.

3.3 жне 3.4. суреттегі исы сызытар бір сипаттамаа ие: Х_всуімен К^,_В/а мні азаяды. Клдене байланыстар саныны суімен исытаы клбеу брыштарды санды мндері седі.

Калий-натрий (3.3. сурет) жйесіндегі клдене байланыстар саныны суімен К^,_К/Naседі, біра клдене байланыстар саныны крт суінен (25 ДВБ) Х_в жоары мнінде исытар иылысады.

3.4 сур.натрий- сутек жйесіндегі клдене байланыстар саны ртрлі полистиролды моносульфокатиониттерді ынтытылыыны ауысуы Сонымен селективтілік ионитті ионды рамына ана емес, сонымен атар клдене байланыстар санына да туелді деп айтуымыза болады. Мысалы, сульфокатиониттер калийді натрийден араанда кштірек стап трады.

Натрий- литий жне калий- литий жйелерді алмастырыш асиеті калий- натрий жйесіндегі асиеттерімен сас, біра ш жйедегі селективтілік коэффитентіні санды мні р трлі.

Осы жйеге байланысты арастыран эксперименттік анытамалар келесідейсапалы орытынды шыаруа ммкіндік береді: сульфокатионитті ынтытылыы сілтілік металдарды иондарды сулы ерітіндісінде азаяды K>Na>Li атары бойынша. ,

Натрий- сутек жйесі сілтілік металл иондарынан тратын жйеге сас. Онда ионды рамны селективтілік сері баыланады жне К^,_В/А суімен клдене байланыстар саныны суі туралы жалпы тенденция саталады. Біра елеулі айырмашылытар да бар. Натрий- сутек жйесіндегі иылысу исытарындаы 15-25ДВБ иониттерге алынан исытарды жасылап зерттеу млдем жаа былыс анытауа ммкіндік береді. Ынтытылыты ауысуы немесе селективті ауысуы жзеге асады: Х_Naаз мніндеионитте сутектен араанда натрий кштірек сталып трады, біра : Х_Na жоары мндерінде керісінше былыс байалады. Мндай селективті ауысуы сутек ионына арсыионнан тратын жйелерге байланысты. Калий- сутек жне литий- сутек жйелерінде жзеге асады. Ынтытылыты ауысуы тек сутек ионын райтын жйелерге ана тн деп ойлау ате.

Бл жадайда мынадай реттілік болады: K > Na > H > Li. арапайымдылы шін катиондарды плюс табасын алып тастап, сутек ионы шін Н₂О орнына Н белгілеуін олданамыз.

Сурет 3,5. р трлі санды клдене байланыстары бар полистиролды сульфокатиониттер шін цезий – калий жйесіндегі туысты айналуы

Айта кететін жадай, сутек ионы бл тізбекте литий ионына араанда жоарыра тр.

Бан дейін байаландай, туысты айналу сутек ионы жо жйелерде де болады. Мысал ретінде цезий – калий жйесін айтуа болады (3.5 – сурет). лсіз тігілген катиониттарды жадайында бл жйе зін «алыпты» стайды, сол себепті туысты атары (сутек ионы арастырылмайды) мндай катиониттер шін келесідей трде болады: Cs > K > Na > Li.

Бл тжырымны мні тмендегідей. Калий-натрий жйесінде ынтытылы лшемі k A/B немесе K` A/B арылы рнектелуіне арамастан, сиымдылыты згеруімен ынтытылы айналымы байалмайды.

Калий – литий жне натрий – литий жйесінде сиымдылы калий-натрий жйесіндегідей сапалы атынастаы селективтілік сер етеді.

3.9. сурет. Сиымдылыты цезий-калий жйесінде полистирольды сульфокатиониттерге 25% ДВБ сері.

Жалыз айырмашылы, ерекше жадайларда клдене байланыстарды кп сандылыында жне тменгі сиымдылыта - жоарыда сипатталан селективті біріай туелділік ісінуді орын алуын тотатады.

Сиымдылыты цезий-калий жйесіндегі селективтілікке сер ету сипаты те ызыты. (3.9 сурет). Егер жоары сиымдылыты кіріккен ионитті алса, яни, цезий-калий жйесінде ынтытылы айналымын тудыратын ионит, жне ынтытылы айналымыны сиымдылыты тмендетуі бл жадайда байалмайды. Басаша айтанда, кіріккен иониттер сыйымдылыты лаюы жадайында калий-натрий жйесінде болан K` Cs/К немесе k Cs/К- ны арама- арсы мнін тмендетеді. Сиымдылыты селективтілікке бндай сер сипаттамасы саталады жне иониттер шін клдене байланыстарды орташа жне аз сандарында яни шарттарында, ынтытылы айналымдары пайда болмайды. Сонымен атар, цезий-калий жйесінде жоарыда сипатталан барлы иониттерге бірыай k B/A мен ионита сіген су млшеріні арасындаы туелділік бір алмасу тобы есебінде.

3.10 сурет. Сиымдылыты цезий-калий жйесінде полистирольды сульфокатиониттерге 16% ДВБ сері.

Жйедегі тзілген сутек иондары, ионитті сиымдылыыны тмендеуі, баса иондарды есебінен сутекті, иондара сііуіне рашан олайлылы тудырады. Кптеген жадайларда бл ынтытылы айналымына келтіреді. Кейде, мысалы, натрий-сутек жйесінде кіріккен иониттер шін, «ішінара айналым» енді жоары сиымдылыта байала бастайды жне оны азаюы «толы айналыма» келтіреді. (3.10 сурет). Бл терминдерді тоетері тменде тсіндірілетін болады.

Литий жуйесинде –сутек иониттерi орта жане томен сандарда аралык байланыстарды сутек иондары литийге караганда куштирек жутады.Бул жагдайда ыдыс колемiнiн кiшiреюi жутылуды арттырады.

3.10 суреттен корип тургандай lg K_Na/H ен томенгi кисык манi керi шама.Бул иониттiн сутек иондарын натрий иондарына караганда куштирек жутатыны корсетедi. lg K_Na/H белгiсi ионит курамындагы ионнын озгерумен озгеретiнiн корсетедi.

Корытындылай келе табигаттагы фиксирленген иондык топтагы ионит селективтиликке асер етеди.

Ионалмасусмолаларындайындауда полимер матрицасынаенгiзiлгеналмасутоптарыартурлiлiгiмен ажыратылады,бiрaк белгiлi бiр корытындыжасайтындайзерттеунатижелерiнiн селективтiлiккеасерiетутолыкжуйкелендирилмеген.

Бiрак карбоксильдiтобы бар иониттердiн калий иондарынакараганда натрий иондарынынжаксыжутылатынын Брегман корсеттi.Булешкандайсульфокатиониткеаныкталганжок.

Литий жуйесинде –сутекиониттерi орта жанетоменсандардааралыкбайланыстардысутекиондарылитийгекарагандакуштирекжутады.Булжагдайдаыдыс колемiнiн кiшiреюiжутылудыарттырады.

3,10 суреттенкориптургандайlgK_Na/Hентоменгiкисыкманiкерiшама.Булиониттiн сутекиондарын натрий иондарынакарагандакуштирекжутатыныкорсетедi. lgK_Na/Hбелгiсi ионит курамындагыионнынозгеруменозгеретiнiн корсетедi.

Корытындылайкелетабигаттагыфиксирленгениондыктоптагы ионит селективтиликкеасеретеди.