477 [1024x768]

4*7

REAKCJE KATALITYCZNE I ZJAWISKA ADSORPCJI

W tabeli 6.1 przedstawiono schematyczny podział materiałów jonowymiennych. Ostatnio szerokie zastosowanie znajdują przede wszystkim syntetyczne wymieniacze organiczne. Strukturę takich wymieniaczy ilustruje rys. 6.11. Gruba linia charakteryzuje skłębione, usicciowane (nawzajem powiązane) łańcuchy polimeru, cienkie, kolorowe kreseczki symbolizują funkcyjne grupy jonogenne. W przypadku kationitów najlepsze właściwości wykazują grupy —CH₂--SOfH®, w przypadku anionitów zaś grupy —CH₂—N(R₃)-OH^e.

Rys. 6.11. Struktura wymieniacza jonowego: a) usicciowanic grup jonogennych; b) fragment sulfonowanego kopolimeru styrenu z dwuwinylobenzenem

Stosuje się obecnie dużą liczbę różnorodnych jonitów zawierających także inne grupy jonogenne. Dzięki luźnej, usieciowanej strukturze wymieniacza, roztwór może dość swobodnie przenikać w głąb ziarna, mając dostęp do większości grup jonogennych.

Z wymianą jonową na jonitach wiąże się szereg ciekawych zjawisk i efektów fizykochemicznych.

1. Wymiana jonowa jest procesem równowagowym. Stan równowagi odpowiada wyrównaniu potencjałów chemicznych jonów w fazie wymieniacza i w roztworze. Jeżeli reakcję wymiany zapiszemy równaniem

A^ł -f BR ^ AR + B⁺

gdzie: A^ł i B⁺ oznaczają wymieniane kationy, zaś R — grupy jonowe związane ze szkieletem wymieniacza, to ogólnie

K_h

o_AR • a_R. a_BR * 0\-

(6.53)

gdzie a — oznaczają odpowiednie aktywności. W tym ujęciu równowagi trudnym zagadnieniem jest znalezienie współczynników aktywności jonów w fazie