P231110 230001

szość wypełnień w kolumnach analitycznych stosowanych w chromatografii jonowej.

2.1    Żywice jonowymienne stosowane w chromatografii jonowej

Są to wielkocząsteczkowe polimery organiczne nierozpuszczalne w wodzie i w wielu rozpuszczalnikach organicznych z wbudowanymi w rdzeń czynnymi chemicznie grupami funkcyjnymi zdolnymi do wymiany jonów w roztworze elektrolitu [20],

Żywice jonowymienną można potraktować jako polielektrolit z nierozpuszczalnym polijonowym rdzeniem i ruchliwymi zdolnymi do wymiany jonami przeciwnego znaku. Mają one dużą zdolność wymiany jonów, dużą trwałość chemiczną i mechaniczną, dają się łatwo formować w ziarna o pożądanych wymiarach, a dzięki możliwościom wyboru różnych grup funkcyjnych związanych z matrycą polimeru można w szerokich zakresach modelować ich właściwości pod kątem konkretnych potrzeb [21].

W żywicach kationowymiennych czynne grupy funkcyjne mają charakter kwasowy, a ulegając jonizacji z odszczepieniem jonu H* mogą ten jon wymieniać na inne kationy z roztworu. Najczęściej w centrach aktywnych występują grupy funkcyjne: sulfonowe (-SOjH), karboksylowe (-COOH), iminodioctanowe (-NfCHjCOOHh), fenolowe (-C4H4OH), fosfo-nowe (-PO3H2) i fosfinowe (-POjH).

W żywicach anionowymiennych grupy funkcyjne mają charakter zasadowy i są to zwykle czwartorzędowe grupy amonowe (-NRj*) oraz trzecio- i drugorzędowe protonowone aminy (-NR₂H*, -NRH2*) lub grupy sulfoniowe (-SR2*) [22].

Duża liczba grup funkcyjnych w żywicy jonowymiennej powoduje zwiększenie powinowactwa matrycy jonitu do roztworu elektrolitu, co może doprowadzić do jego rozpuszczenia. Aby temu zapobiec rdzeń żywicy jonowymiennej tworzy się w postaci liniowych polimerów usie-ciowanych przestrzennie. Tak otrzymane jonity są nierozpuszczalne w wodzie, lecz pęcznieją w roztworze wskutek pochłaniania rozpuszczalnika. Stopień pęcznienia maleje ze wzrostem usieciowania. Zależy on także od takich czynników jak: siła jonowa i pH roztworu, temperatura i rodzaj wymienianych jonów. Pęcznienie jonitu jest zjawiskiem korzystnym, ułatwia bowiem migrację jonów wewnątrz żywicy i przyśpiesza proces wymiany. Zbyt słabe usicelowanie pogarsza wytrzymałość mechaniczną, selektywność i pojemność wymienną żywicy. Usie-

ciowanie zbyt duże może jednak uniemożliwić skuteczną wymianę większych jonów.

Zależność ilości zaadsorbowanych na wymieniaczu jonów od pH roztworu dla różnego rodzaju żywic przedstawiono na rysunku 1.

Przykładem silnie kwasowej grupy funkcyjnej jest grupa sulfonowa (-SO3H). Dysocjuje ona i jest zdolna do wymiany jonu H* na inne kationy nawet w środowisku silnie kwaśnym. Żywice jonowymienne zawierające wyłącznie grupy sulfonowe w centrach aktywnych są bardzo dobrze zdysocjowane w szerokim zakresie pH, zachowując niemal stałą maksymalną zdolność wymienną (krzywa 1 na rysunku nr 1).

w zależności od pH (kationit) łub pOH (anionu) roztworu elektrolitu :

1    -    na jonitach o charakterze mocnych kwasów lub zasad,

2    na jonitach o charakterze słabych kwasów lub zasad;

3.4    -    na jonitach o charakterze mieszanym.

Grupa karboksylowa ma charakter słabo kwasowy. Dysocjuje dopiero w roztworach o wysokim pH. Żywice jonowymienne zawierające takie grupy funkcyjne mają