Adsorpcja jonowymienna, ! UR Towaroznawstwo, I ROK, Chemia, wyklady nieorganiczna


Adsorpcja jonowymienna

W tym przypadku powierzchnia fazy stałej może adsorbować z roztworu kationy lub aniony z jednoczesnym oddaniem do roztworu równoważnej liczby swoich kationów lub anionów.

Taki adsorbent nazywa się wymieniaczem jonowym lub jonitem;

kationit adsorbuje kationy, anionit - adsorbuje aniony.

Jonity mają bardzo duże zastosowanie do zmiękczania i demineralizacji wody, gdyż usuwają z niej jony Ca2+, Mg2+, Fe3+, Cl-, SO42- itp.

Wymieniacze jonowe można podzielić na:

a/ jonity naturalne

b/ jonity półsyntetyczne

c/ jonity syntetyczne

Jonity naturalne (zeolity): głównie minerały będące uwodnionymi glinokrzemianami wapniowymi i sodowymi o luźno upakowanej sieci krystalicznej, w której podstawowymi elementami budowy szkieletu są tetraedry SiO4 i AlO4.

W tetraedrach trójdodatnie jony glinu są otoczone dwuujemnymi jonami tlenu lub grupami OH-, a powstały nadmiar ładunków ujemnych jest równoważony przez kationy litowców lub berylowców, które nie są wbudowane w szkielet, ale luźno związane znajdują się w kanałach sieci krystalicznej. Mogą przemieszczać się i mogą być zastępowane przez inne jony z roztworu otaczającego jonit.

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

Zeolitami są również urodzajne gleby, które mają zdolność wymiany zarówno anionów jak i kationów, są więc wymieniaczami amfoterycznymi.

Jonity półsyntetyczne: to wymieniacze pochodzenia naturalnego poddane przemianom chemicznym modyfikującym ich właściwości, są to głównie węgle sulfonowane.

Jonity syntetyczne: najbardziej wartościowe to syntetyczne żywice organiczne, nierozpuszczalne w wodzie i w niektórych rozpuszczalnikach organicznych.

Schematyczna budowa:

0x08 graphic
0x08 graphic

gdzie:

R - szkielet polimeru

A- - atomowo związana z polimerem grupa anionowa (np. COO-)

M+ - kation jonowo związany z grupą A zdolny do oddysocjowania

(np. jon metalu lub H+)

B+ - atomowo związana z polimerem grupa kationowa (np. =NH2+)

X- - jonowo związany z grupą B anion zdolny do oddysocjowania

(np. OH-)

Grupy funkcyjne

kationitów: anionitów:

(-SO3)- H+ - sulfonowa (-NH3)+OH- - aminy I-rzędowe

(-COO)- H+ - karboksylowa (=NH2)+ OH- - aminy II-rzędowe

(-O)- H+ - fenolowa (≡NH)+ OH- - aminy III-rzędowe

(-S)- H+ - tiolowa (≡N-)+ OH- - czwartorzędowe grupy

amoniowe

Wymieniacze jonowe pochodzenia organicznego mają bardzo silnie rozwiniętą powierzchnię. Rozpuszczalnik i jony z roztworu mogą swobodnie dyfundować do wnętrza sieci wymieniacza i wchodzić w reakcję z jonami grup funkcyjnych jonitu.

Wymiana jonowa:

Zastosowanie jonitów:

w procesach rozdzielania , wzbogacania i oczyszczania związków o charakterze soli, kwasów lub zasad;

do demineralizacji roztworów, w tym do zmiękczania i demineralizacji wody (sposób znacznie tańszy od destylacji)

w procesach katalizy, jako nośniki jonów metali lub jako katalizatory kwasowo-zasadowe.

Wymianę jonową prowadzi się zwykle w kolumnie, a jonity mają postać drobnych kuleczek (granulek).

Substancje powierzchniowo-aktywne

Substancje powierzchniowo-aktywne- surfaktanty (detergenty) mają dwojaką naturę. Jedna część ich cząsteczek jest liofilowa (“lubi” rozpuszczalnik) - w przypadku wody hydrofilowa, natomiast druga część cząsteczki jest liofobowa -hydrofobowa („nie lubi” rozpuszczalnika)

0x01 graphic

Takie substancje są związkami powierzchniowo aktywnymi - preferują gromadzenie się na powierzchni międzyfazowej, przez co zmniejszają napięcie międzyfazowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

Mogą to być połączenia:

W roztworach związki takie samorzutnie układają się w większe struktury - micele o różnym kształcie.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x08 graphic
Powstawanie miceli w roztworach detergentów umożliwia usuwanie brudu w procesie prania (rysunek)

   0x01 graphic

kationit R - A- Me+

anionit R - B+ X-



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
WRZENIE I KRZEPNICIE ROZTWORW, ! UR Towaroznawstwo, I ROK, Chemia, wyklady nieorganiczna
kinetyka, ! UR Towaroznawstwo, I ROK, Chemia, wyklady nieorganiczna
Skutki kształtu płatu siedliska na Łuszczyka indygo, ! UR Towaroznawstwo, I ROK, Chemia, Chemia - la
Teoria do I i II gr. anionów, ~FARMACJA, I rok, CHEMIA OGÓLNA I NIEORGANICZNA, Chemia końcowy z kati
28, ~FARMACJA, I rok, CHEMIA OGÓLNA I NIEORGANICZNA, Egzamin chemia
Litowce, 08. MEDYCYNA, 1.Analityka medyczna, I rok, Chemia ogólna i nieorganiczna, Inne
praktyczny z soli, ~FARMACJA, I rok, CHEMIA OGÓLNA I NIEORGANICZNA, egzamin sole
Kompleksy i elektrochemia notatka, ~FARMACJA, I rok, CHEMIA OGÓLNA I NIEORGANICZNA, Chemia końcowy z
prop IV notatka, ~FARMACJA, I rok, CHEMIA OGÓLNA I NIEORGANICZNA, Chemia końcowy z kationów i anionó
Zestaw XV, ~FARMACJA, I rok, CHEMIA OGÓLNA I NIEORGANICZNA, Egzamin chemia
Ćwiczenie 9a, Studia, I rok, Chemia ogólna i nieorganiczna
sole na zapleczu, ~FARMACJA, I rok, CHEMIA OGÓLNA I NIEORGANICZNA, egzamin sole
IV i V gr. kationów notatka + hydroliza, ~FARMACJA, I rok, CHEMIA OGÓLNA I NIEORGANICZNA, Chemia koń
Zadanie liczone, Science ^^, Farmacja, 1 rok, Chemia, Ogólna i nieorgan, egzamin, chemia nieorganicz

więcej podobnych podstron