Ю.А. Золотов - Общие вопросы, методы разделения (Основы аналитической химии, том 1) (1110133), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Такой механизм осуществляется на природных и синтетических сорбентах с ионогенными и хелатообразующими труппами. В отличие от физической адсорбции хемосорбция обратима не полностью. Использование синтетических сорбентов с ионогенными и хелатообразующими !Руинами наиболее эффективно, и их широко применяют для селективного разделения макро- и микрокомпонентов и для группового и селективного концентрирования микрокомпонентов. При сорбции органических соединений более применимы сорбенты с химически привитой <скидкой» фазой (сорбенты с привитыми, длинными алкильными или алкилсилильными труппами). Разделение в этом случае похоже иа равновесие, которое устанавливается при распределении растворенных веществ между !в!ума жидкими фазами (раствор — поверхностный монослой сорбента).
Основные количественные характеристики сорбции, как и экстракцни,— козффициент распределения и степень извлечения. Так, коэффициент распределениа представляет собой отношение концентрации вещества с в фазе сорбента к концентрации с, его в водной фазе: 237 с .0= —. с, Волн известны коэффициенты распределения, то можно решить вопрос о Разделении веществ на данном сорбенте. Процесс сорбцни осуществляют двумя методами: статическим н динамическим. Последний положен в основу "Роматографических методов разделения (см.
гл. 8). В анализе используют Разнообразные сорбенты: активные угли„ионообменные и хелатообразующне синтетические смолы, обычные и химически молнфицированные кремнеземы и целлюлозу, сорбенты на неорганической основе. 7.6.2. Активные угли Т а б л н ц а 7.5. Концентрнрование микроэлементов в виде комплексов иа Вктнвном угле Реагент Объект аналнза Метод определения Особенности концентрнро- вання Определяе- мый элемент Активные угли получают прн действнн на неактивные паров НТО илц СОТ при 850 — 950 'С. Прн этом часть угля выгорает н получается актнвныц уголь, проннзанный весьма тонкими порзмн с радиусам менее 1 нм. Поверх носп покрыта главным образом окснднымн группами, причем из-за неоднородности состава оксидов на поверхностн физическая адсорбцня может сопровождаться как катиона-, так н аннонообменнымн процессами.
Особое место занимают окисленные активные угли, являюшнеся селектнвнымн полнфункцнональнымн катионообменннкамн. Онн весьма устойчивы к хнмнческнм, термическим н радиационным воздействиям, нх легко получить и регенерировать. Некоторые примеры концентрирования микроэлементов приведены в табл. 7.5.
Активные угли используют в качестве эффективных сорбентов для извлечення па Иваты с осферного воздуха; Са, Ва и Бг из концеигрнрованных растворов щело- олий н соеднненнй; Сг, Мо и Ч нз воды н рассолов Ртутного электр чей, соле и ярких Ввнло, определение элементов заканчнвастся непосредственно в концеитрне аКак правнло, опр д . „Рямым сжиганнем концентрата в канале спектрального угольно электрод го а или ат облучают потоком нейронов или определяют элементы в концентрате м: после офэуоресцентным методом. Окончанне аналнза может ытъ други: ч Рбе о ержащего сорбнрованные компоненты, действнем азотно й ожения со нта, содержащег квглотой в полученном растворе компоненты определяют атомно-абсорбцнонным, сп его фотомстрическнм и лругимн мстодамн.
Зффектнвносп разделения н концентрированию может быть улучшена прн добавлении в исследуемый раствор комплексообразующнх веществ. Так, микроколнчест честна В1, Со, Сц, Ре, 1и, РЬ при анализе металлического серебра н нитрата галлия можно извл влечь в виде устойчивых комплексов с кснленоловым о евым сорбцней активным углем, помещенным в виде слоя на фильтр. Активные угли оказались весьма эффективными для извлечения биологически активных веществ разнообразных классов нз сыворотки н плазмы крови, мочи, желчи н экстрактов различных органов. А8, СО, Со, Вольфрам Сц, 1п, М1, РЬ, Т1, г Десорбция азотной кислотой Атомно-абсорб- ционный н 1эси1'- генофауорк ЦЕИТНЫй А8.
ВЬ Сд, Со, Сц, 1п, %, РЬ, 'П, 2О Соли хрома(1П) Сорбцнонный фильтр, де- сорбцня Н1ЧО, Ся. С, С, РЬ Волные Рэег- воры солей 1иас1, мяс! ° сес12 ) Сорбцнонный фильтр, де- срб ия О, Атомноабсорбшю нный н атомноэмиссно иный Со, Со, Сц, Сг, Ре, Н8, нб м, 1ч1, РЬ, йе, Ул, РЗЭ Природные ВОДЫ Коэффнцнент концентрнро- ВВНИЯ 1. 10 238 239 !'Ск лнтнокарбаъщ- нат гсксамсти- ленаммония Дитнзон, ди- феиил-верба. зид, 8-пц1- Рокснхинолин, Впгранняоаая 8-Гндроко- нхнно Фотоыетрия, Втокио-абсорб.
шюнный н РеппснОфдуо. Респппиый, нейтронно- ВКТИВВПИОННЫй н 8-Вктнаыщ оиный аналнэ 7.6.3. Ионообменннкн н хелатообразующнс сорбенты на органнческой матрице Ионообменннкн. Синтетические органические ионообменникн представляют собой продукты полнмеризацнн н полнконденсацнн непредельных органических соединений, содержащих кислотные , — СООН, — ОН, -РО,Н, н др.) нлн основные (-Х(СН,),,— ЫН,, =!СНз н др.) группы. Ионообменннкн с кислотными группами способны обменивать катионы н называются катианообмеиииками. Сорбенты с основными группами обменивают анноны — это аиианоабмениики.
Ионообменннкн можно приготовить в виде мелкозернистого порошка, волокон, тканей, мембран и бумаги; известны макропорнстые гранулы. Иногда мелкие зерна сорбентов вносят в массу какого-либо инертного материала (так называемый наполненный сорбент) нлн наносят сорбент в виде тонкого слоя на поверхность шарика нз другого материала.
Сорбцня ионов происходит в результате нх диффузии внутрь частиц смо, кже адсофцнн и электростатических взаимодействий. Таким образом, селектнвносп сорбцнн ионов одного и того же заряда, возможно, улет определяться преобладающим типом сорбцни. Следовательно, при доминнрованнн электростатических взаимодействий селектнвно сорбнроваться й вшие со еиты. К ним относятся сшиты е полимеры уелатообразувщие сорбент ы, обладающие комплекс разующим ино нонообменными и комплексоо раз п, входящих в состав менн оиапьно-аналитических групп, ,3ыми наличием ункциоиап епление тем нли иным спосо ом н б на полимерной матрице рошо нзве с елективностью. а и для синтеза сор а для рбентов используют раз- В качестве полимерных матр ц для п ансгвенного строения, : полим ы линейного и пространственн ер енные попик козшенсацней и полимернзациеи, пр о целлюлоза и синтетические волоки .
а. полимеры, например целлюлоза б определяется преимущестСелективность хелатообр ую аз щих сор сигов нн их п, в них содержащ жащихся. Кроме того, венно природой хелатообразующих груп, и: Н аствора, конценс б и зависит от условий сорбции: р рас селективность сор ции угствня комплексообразуюации и состояния соедине р ннй в астворе, присугс об азом для избиратраци она. Их используют главным о разо щих веществ и соленого она.
в на стадиях анализа, и ванна и разделения элементов на ст тельного концентрирования м нгов различными метода- предшествующих собс ве р т нно оп еделению элементов ой очистки раствоми. Применяются хелатообразующ р ие со бенты и для тонк " елочей и солей различных металлов. ров, например кислот, щелочеи и с их сор нтов, котор оторые могут быть исИзвестно много хелатообразующ , отор конце ирования и разделен пользов ваны для избирательного концентриро а с о еделенной хела раз ( б 2 О) П Лбор Чрбе опр пой и условии сорбци и можно достичь нео ходимой величины и ю уст возможно жность разделения Сц та распределения.
Рис. 7.11 илл стрир жно ! х.п, С Со на иминодиацетатном сорбенте под М[,Сои, ци будут ионы, характеризующиеся высоким отношением заряда к радиусу сольватнрованной формы иона. При сорбцни легко поляризующихся ионов ион с большим радиусом будет обладать более высокой обменной способно стью. Если размеры ионов отличаются друг от друга, то разделение может основываться на различной способности проникновения ионов в струкгуру ионообменника тогда константа обмена будет иметь внд [У')[Х') К'= [Х')[У') Известно несколько подходов к описанию ионообменных равновесий. Наиболее часто используются теоретические концепции, базирующиеся на применении закона действия масс нли мембранного распределения.
Оба подхода к описанию ионообменного равновесия не являются строгими. С практической точки зрения необходимо признать, что ионный обмен не селективный процесс. Чаше разделение на ионообменннках проводят путем изменения форм нахождения ионов в растворе, варьируя рН раствора или вводя комплексообразующие вещества, связывающие ионы в комплексы. Например, в щелочных растворах на анионообменниках алюминий, который в этом растворе существует в виде комплекса А1(ОН), можно отделить от щелочно-земельных элементов.
Из солянокислых сред %(П), А[(П1), У(П1), Т[3(1Ч) не сорбируются анионообменниками, поскольку они не образуют анионных хлоридных комплексов, тогда как большинство металлов сорбнруется, проявляя значительные разп3ичия в величинах констант обмена. Ионообменники применяют для сорбцни микроэлементов и для поглощения матричных элементов. Их применение нередко затрудняется необходимостью иметь дело с большими обьемами растворов. Однако при работе с микроколонявми они достаточно широко используются во многих лабораториях для извлечения микроэлементов.
16 — 4333 240 Ионообменный процесс можно представить следующими уравнениями 2К-303Н+Саз' ~~ (К-БО,),Са+2Н (катнонный обмен) 2К вЂ” Зч(СНЗ)С!+301 ~ [К вЂ” г3(СН ))3э04+ 2С! (аннонный обмен) В общем внле равновесие можно написать, например, дпя катнонного обмена К Х'+У' ~ К У'еХ' г !! рнс, т.!1. 2 Н епенн извлечения ионов Сц Н1,2п н сор бентон с нмнноднаце3атными групп 241 Комплексообразу- ющий реагент Объект анализа Бусины нз полисти- рола (2%-ного дивн- нилбензола) Днтизон, теионл- трифторапетон Морская вода Нй Хромосорб Дизтилдитиокарбами- нат натрия Растворы Аннонообменникн АВ-17 н АВ-18 в ОН: форме Д 8-гндроксихииолин, двузамещенный фос- фат иатриа, щелочи 1-(2-Пир ипилазо)-2- нафтол, трнкрезил- фосфат Сг, Со, Ре, РЬ, %, Уп Мембрана из полн- виннлхлорида Сб,С,Н8, Мп, Хп 243 1б' Т а б л и ц а 7.6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
