![]() |
|
|
Высокомолекулярные соединениялярного уровня на внутримолекулярный (приближение предэкспоненты в уравнении Аррениуса к единице и энергии активации к нулю). ИОНООБМЕННЫЕ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (ИОНИТЫ) [12, 13] Отличительная особенность ионообменных высокомолекулярных соединений состоит в том, что" они нерастворимы в воде и других растворителях, хотя способны набухать в них. Требование полной нерастворимости связано с практическим применением иони-тов в ионообменных колоннах, где эти полимеры находятся длительное время в соприкосновении с водой или растворителями. В условиях работы таких колонн (орошение со скоростью порядка 260 л/м3-мин) типичные иониты хорошего качества не только не растворяются, но и не изменяются в весе, сохраняя свои физические и химические свойства в течение нескольких десятков лет. Подобная нерастворимость достигается путем сшивания линейных макромолекул в трехмерную сетку за счет создания мостиков между заранее полученными линейными молекулами или за счет синтеза полимера из смеси бифункциональных и полифункциональных мономеров. Число и длина мостиков, определяющих «густоту» сетки, зависит от количества и природы использованных при реакции «сшивающих агентов» или полифункциональных мономеров и оказывает очень сильное влияние на свойства ионитов. Например, при более «редкой» сетке способность смолы к набуханию и скорость диффузии ионов в ней будет больше, чем в случае более «частой» сетки. Варьируя «густоту» сетки подбором соответствующих реагирующих веществ и количественного соотношения их, можно менять эти свойства по желанию, а также изготовлять иони-ты, «непрозрачные» для больших ионов, но свободно пропускающие более мелкие из них. Иониты делятся на катиониты и аниониты. В то время как катиониты диссоциируются на небольшие, подвижные и способные к ионообмену катионы (чаще всего Н+) и высокомолекулярный анион, аниониты дают маленькие, легко перемещающиеся анионы (например, ОН-) и высокомолекулярный катион. Большинство ка-тионитов представляет собой полимерные нерастворимые полифункциональные кислоты, в состав которых входят группы —СООН, —SOdH, —ОН, —SH, остатки фосфорной и мышьяковой кислоты и т. д Аниониты являются высокомолекулярными нерастворимыми основаниями, содержащими огромное количество основных групп, таких, как —NH2, —NH3OH, —NHR, —NR2, остатки четвертичных сульфониевых и фосфониевых оснований и т. д. В состав одного и того же ионита могут входить ионо1енные группы различной кислотности или основности. Так же как фенолсульфокислота является сильной кислотой по сравнению с салициловой, все катиониты, содержащие группы —S03H, являются более сильными кислотми, чем полимеры с группами СООН. Аналогично аниониты, состоящие из остатков ароматических аминов, представляют собой слабые основания по сравнению с такими, у которых аминогруппы связаны с алифатической цепью, что находится в соответствии со слабой основностью анилина и сильной основностью метиламина. Для осуществления ионного обмена необходима прежде всего диссоциация ионных пар активных групп, «освобождение» подвижных противоионов. У оксифенильных групп это становится заметным лри рН>9, а у карбоксильных групп — при рН>5. Группа—ЬО^Нfполностью диссоциирована в кислой среде, группы типа —NR4OH — в нейтральной или слабощелочных средах. Ионогенные группы вводятся в ионит вместе с мономером (например, введение —СООН путем сополимеризации метакриловой кислоты с дивинилбензолом) или при помощи химической обработки готового полимера (сульфирование сополимера стирола с дивинил-бензолом, нитрование того же сополимера с последующим восстановлением групп —NOa до —NH2); можно также пропитать инертный сетчатый полимер мономером, содержащим ионогенные группы с дальнейшей полимеризацией его (композиции типа «змея в клетке»). Образующийся при этом линейный полимер («змея») вследствие тесного переплетения его макромолекул с «клеткой» трехмерного становится практически нерастворимым. Выбор ионогенной группы зависит от назначения ионита. Например, для обмена иона Na+ на Н+ при работе с такими солями, как NaCi или Na2S04, требуется сильнокислотная группа —S03H; при превращении смеси NaCl и NaHC03 в смесь NaCl и С02 лучше всего, пользоваться катионитами с группами —СООН. "При желании можно создавать иониты с высокой избирательностью к определенному иону. Например, полимер, содержащий структуру /ГМ02 NH NOa У— N02 был предложен для извлечения калия из морской воды (водород NH-группы замещается на К+). Вводя в состав полимеров структуру различных реактивов, применяемых при дробных методах анализа, можно получить другие селективные иониты. Часто производят иониты в виде сферических частиц путем суспензионной полимеризации или перемешивания расплавленного, еще «несшитого» полимера в среде инертного растворителя с последующим охлаждением (рис. 190). Применение ионнтов в таком виде облегчает плотное заполнение колонны и создает наиболее благоприятные условия для движения фильтруемой жидкости. ПОДВИЖНОСТЬ ПРОТИВОИОНОВ Н+ И ОК~ В ПОЛИМЕ |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [прайс-листы] [форум] [обратная связь] |
|
Введение в химию окружающей среды. Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей
среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги
заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в
разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на
химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах.
Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии
университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга
читателей.
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов
химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии
лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во
второй
части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана,
лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В
третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия,
тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание
уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В
технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика
рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов
производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие
составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по
1972 год включительно.
|
|