Реферат: Реферат по курсу «хімія» на тему: «іонообмінна адсорбція»

РЕФЕРАТ

ПО КУРСУ «ХІМІЯ»

НА ТЕМУ: «ІОНООБМІННА АДСОРБЦІЯ»

Виконав МАНЖОС О.В


ЗМІСТ

ВСТУП

3

1. ПОНЯТТЯ ПРО АДСОРБЦІЮ.

3

2.КІЛЬКІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ АДСОРБЦІЇ.

4

3. ВЛАСТИВОСТІ ДЕЯКИХ АДСОРБЕНТІВ.

6

4. АДСОРБЦІЯ НА МЕЖІ ТВЕРДЕ ТІЛО — РОЗЧИН.

8

^ 5. АДСОРБЦІЯ РОЗЧИНЕНИХ ЕЛЕКТРОЛІТІВ ТВЕРДОЮ ФАЗОЮ.

9

6. СУТНІСТЬ ІОНООБМІННОЇ АДСОРБЦІЇ.

11

^ 7. ЗАСТОСУВАННЯ ІОНІТІВ.

14

8. ПОНЯТТЯ ПРО ХРОМАТОГРАФІЧНИЙ АДСОРБЦІЙНИЙ АНАЛІЗ.

15

9. ^ ІОНООБМІННА ХРОМАТОГРАФІЯ.


16

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

18



ВСТУП

Сучасні нанотехнології потребують дуже високочистих речовин. Добування цих речовин можливе за допомогою адсорбції, яка дозволяє виділити одні речовини чи їх частки з суміші. Сучасність характерезується високим рівнем забруднення навколишнього середовища як шкідливими так й корисними речовинами. Видалити одні та концентувати інші в будь якому середовищі (рідкому, твердому, газопобібному) можливе лише за допомогою адсорбції. Іноді лікарську дію мають лише одні з іонів, що утворюються при розчинені речовини, інші такої дії не мають або взагалі шкідливі. Видалити одні від інших можна лише за допомогою іонообмінної адсорбції методом хроматографії. Саме ці явища ми й розглянемо в подальшому матеріалі.

^ 1. ПОНЯТТЯ ПРО АДСОРБЦІЮ.[2]

Адсорбцією називається концентрування газоподібної або розчиненої речовини на поверхні розділу фаз. Газ або розчинену речовину прийнято називати в цьому випадку адсорбтивом, а рідина або тверде тіло, що адсорбувало їх, — адсорбентом.

Адсорбцію газів вугіллям спостерігав ще в XVIII в. Шеєле. На явище адсорбції речовин з розчину вперше звернув увагу в 1785 р. російський академік Т. Е. Ловіц. Французький учений Соссюр в 1814 р. знайшов, що всі пористі тіла, тобто тіла з великою поверхнею, здатні адсорбувати гази і що при цьому зазвичай виділяється тепло. Соссюр зробив також дуже важливе спостереження, що адсорбція йде тим краще, чим легше зріджується газ. В кінці XIX в. Гіббс розробив загальну термодинамічну теорію адсорбції. У XX в. явище адсорбції детально досліджували Ленгмюр, Поляні, Брунауер, Де Бур.

Розрізняють фізичну, або ван-дер-ваальсову адсорбцію і хімічну адсорбцію, або хемосорбцію. У першому випадку адсорбційні сили мають ту ж природу, що і міжмолекулярні, або ван-дер-ваальсові , сили. Фізична адсорбція завжди зворотня. При хімічній адсорбції адсорбційні сили мають хімічну природу. Хемосорбція зазвичай незворотня. При хімічній адсорбції молекули адсорбтива, пов'язані з адсорбентом міцними хімічними силами, й не можуть переміщуватися по поверхні останнього. На відміну від цього при фізичній адсорбції можуть мати місце як нелокалізована адсорбція, коли молекули адсорбтива здатні пересуватися по поверхні адсорбенту, так і локалізована адсорбція, коли молекули адсорбтива не можуть переміщатися по поверхні. Локалізована фізична адсорбція пояснюється тим, що поверхня адсорбенту складається з різних атомів, іонів або молекул, які по різному взаємодіють з молекулами адсорбенту. Щоб молекули адсорбтива могли пересуватися по поверхні адсорбенту, очевидно, вони повинні долати певні потенційні бар'єри. Проте дуже часто подолання таких бар'єрів, якщо вони достатньо великі, неможливе. Зрозуміло, що з підвищенням температури локалізована фізична адсорбція може переходити в нелокалізовану унаслідок зростання кінетичної енергії молекул і їх здатності долати потенційний бар'єр.

Фізична адсорбція протікає мимоволі. Адсорбтив прагне зайняти всю поверхню адсорбенту, але цьому перешкоджає процес, зворотній адсорбції — десорбція, викликана, як і дифузія, прагненням до рівномірного розподілу речовини унаслідок теплового руху. Для кожної концентрації адсорбтива в навколишньому середовищу існує стан адсорбційної рівноваги, аналогічний рівновазі між конденсацією і випаровуванням. Зрозуміло, що чим вище концентрація адсорбтива, тим більше адсорбція. Також ясно, що чим вище температура, тим менше фізична адсорбція. Для кожної температури також існує свій стан рівноваги. Вплив температури на фізичну адсорбцію цілком узгоджується з принципом Ле Шателье — Брауна, оскільки десорбція як процес, зворотний адсорбції, супроводжується поглинанням тепла.

^ 2. КІЛЬКІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ АДСОРБЦІЇ. [2]

Для визначення кількості адсорбованої речовини необхідно експериментально знайти тиск газу або концентрацію адсорбтива в судині, в якій відбувається адсорбція, до і після адсорбції. Дуже часто кількість адсорбованої речовини визначають по збільшенню ваги адсорбенту. Слід відмітити, що визначення кількості адсорбованої речовини викликає часто великі труднощі, що завжди мають місце, коли мала величина є різницею двох великих. Аби зменшити помилку вимірювань, визначення зазвичай проводять, застосовуючи як адсорбент пористі тіла з великою питомою поверхнею, що зв'язують велику кількість адсорбтива. Проте це у свою чергу має той недолік, що на адсорбції може позначатися діаметр пір адсорбенту. Порівняно великі молекули адсорбтива не зможуть проникати у вузькі капіляри адсорбенту і досягнута межа адсорбції буде фіктивною величиною, що не характеризує адсорбційну взаємодію адсорбтива з адсорбентом. При малих радіусах пір може відбуватися зріджування адсорбтива (капілярна конденсація) і отримують завищені значення кількості адсорбованої речовини.

Кількісно адсорбція може бути виражена з допомогою декількох величин:

Величиною а, що є кількістю адсорбтива, що знаходиться в одиниці маси адсорбенту. Цю величину зазвичай вимірюють у моль/г.

Величиною α, що показує кількість адсорбованої речовини, що доводиться на одиницю поверхні адсорбенту. Ця величина є ніщо інше, як поверхневу концентрацію адсорбтива. Одиницями вимірювання її є моль/м2 і ммоль/см2.

3. Введеною Гіббсом величиной Г, що є надлишок числа молів адсорбтива в об'ємі поверхневого шару площею 1 см2 по порівнянню з числом його молів в тому ж об'ємі,
якби на міжфазній межі не відбувалося зміни концентрації адсорбтива. При малих концентраціях адсорбтива гібб-
сівская адсорбція Г близька до поверхневої концентрації α, при
великих концентраціях адсорбтива величина Г відрізняється від α.
У випадках, коли по тих або інших причинах концентрація адсорбтива в поверхневому шарі менше його концентрації в об'ємі,
величина Г негативна, а саме явище називається негативною адсорбцією.

Адсорбцію можна характеризувати:

залежністю кількості адсорбованої речовини а від температури при постійних рівноважних тисках р або концентраціях с; графіки а = f(T) при р = const називаються ізобарами, а при с = const — ізопікнами адсорбції;

залежністю рівноважного тиску (або концентрації) від температури при постійній кількості адсорбованої речовини; графіки р = f(T) і с = f(T) при а = const називаються ізостерам.

3) залежністю кількості адсорбованої речовини а від
рівноважного тиску (або концентрації) при постійній температурі; графіки а = f(p) або а = f (с) при Т = const називаються ізотермами адсорбції. Ізотерми мають особливо велике значення при вивченні адсорбції.









^ ВЛАСТИВОСТІ ДЕЯКИХ АДСОРБЕНТІВ. [2]

Як тонкопористі адсорбенти найчастіше застосовують деревне вугілля, тваринне (кістковий) вугілля, силікагель, природні силікати, алюмогель і алюмосилікагель. З вугілля для адсорбції застосовують вугілля, отримане з твердих деревних порід, оскільки вугілля, отримане з м'яких порід, наприклад, з соснової деревини, вельми крихке і легко розсипається. Кращі сорти вугілля для адсорбції отримують з шкаралупи кокосових горіхів і абрикосових кісточок. Крім того, для адсорбції зазвичай застосовується активне вугілля.

Звичайне вугілля (вугілля-сирець) має порівняно невелику адсорбційну здатність, оскільки його питома поверхня порівняно невелика і пори в значній мірі заповнені смолами і продуктами неповного згорання, що утворюються при отриманні вугілля. Активування вугілля полягає в термічній обробці, в результаті якої його питома поверхня збільшується, при цьому продукти неповного згорання частково згорають, частичо випаровуються. Термічну обробку вугілля, щоб уникнути великих втрат в результаті згорання, проводять в атмосфері водяної пари або двоокису вуглецю (при 750—950°С). Органічні речовини, що містяться у вугіллі, а частково і саме вугілля реагують з водяною парою і двоокисом вуглецю з утворенням СО і Н2. Оскільки ці процеси ендотермічні, активування в атмосфері пари або двоокису вуглецю легко зупинити в той момент, коли згорять непотрібні органічні речовини і це не торкнеться основної частини вугілля.



Вугілля як адсорбент застосовується для заповнення протигазів, рекуперації розчинників, рафінування цукру, знебварвлення багатьох рідин, очищення повітря промислових підприємств, а також використовується в медицині.

Вугілля є неселективним адсорбентом, бо на має здатності поглинати окремі речовини не поглинаючи інші.

Іншим адсорбентом, що часто застосовується на практиці, є силікагель — гідратований двоокис кремнію, приготований у вигляді дуже пористого тіла або порошку. Силікагель зазвичай отримують, вводячи розчин силікату натрію при сильному перемішуванні в 5—10%-ний розчин хлористоводневої кислоти. Пористий силикагель, що утворився, подрібнюють і промивають водою. Потім шматочки силікагелю сушать при температурі близько 500°С, подрібнюють до частинок потрібних розмірів і для видалення пилу відсівають. Питома поверхня приготованого таким чином силікагеля складає 400—500 м2/г. Капіляри силікагелю декілька ширше, ніж капіляри активного вугілля, і однорідніші по розмірах.

Силікагель відрізняється від вугілля меншою адсорбційною здатністю при дуже низькому тиску і здатністю селективно поглинати пари води. Тому його зазвичай застосовують для висушування газів. Силікагель є селективним сорбентом для поглинання води та окремих газів.

Останнім часом широке застосування як адсорбенти отримали молекулярні сита. Прикладом таких сит є цеоліти, кристали яких побудовані з кремне- та алюмокисневих тетраедрів-, що чередуються і містять пори з діаметром від 4 до 7,5 Ǻ залежно від типу цеоліту. Рихлі просторові грати цеолітів здатні поглинати і утримувати достатньо малі молекули, тоді як великі молекули в ці грати проникнути не можуть. На цьому і заснована молекулярно-ситова дія цеолітов, які використовують для висушення, розділення сумішей парів і виділення розчиненої речовини з розчинів. Зокрема, висушення органічних розчинників за допомогою цеолітів засноване на тому, що молекули води (діаметр 2,75 Ǻ) легко проникають у вузькі пори кристалів цеоліту, тоді як великі за розмірами молекули розчинника в такі пори не потрапляють.

Істотною перевагою пористих кристалів целітів є висока однорідність їх пір по розмірах. Целіти є селективними сорбентами.

^ 4. АДСОРБЦІЯ НА МЕЖІ ТВЕРДЕ ТІЛО — РОЗЧИН.[1]

Адсорбція на межі тверде тіло — розчин ускладнюється присутністю розчинника, молекули якого можуть також адсорбуватися поверхнею адсорбенту. Таким чином, виникає конкуренція між молекулами адсорбтива і розчинника в здібності до адсорбції. На межі тверде тіло — розчин розрізняють два види адсорбції — адсорбція неелектролітів, коли тверде тіло адсорбує молекули адсорбтива, і адсорбцію електролітів, коли адсорбент вибірково поглинає з розчину один з видів іонів електроліту.

^ Вплив природи середовища. При значній величині поверхневого натягнення розчинника здатність його до адсорбції буде низка і адсорбуватися будуть молекули розчиненої речовини. Звідси витікає, що адсорбція на твердому тілі краще протікає з водних розчинів, ніж з розчинів з органічними розчинниками, поверхневе натягнення яких відносно невелике.

Чим краще адсорбтив розчиняється в даному розчиннику, тим гірше йде в цьому середовищі адсорбція. Це положення лежить в основі правила Траубе. Так, коли адсорбція жирної кислоти відбувається на гідрофільному адсорбенті (наприклад, силікагелі) з органічного середовища (наприклад, бензолу), адсорбція з подовженням вуглецевого ланцюга кислоти не зростає, а зменшується, оскільки вищі жирні кислоти краще розчиняються в неполярному середовищі.

^ Вплив властивостей адсорбенту. Природа і пористість адсорбенту роблять сильний вплив на адсорбцію з розчинів. Існує правило, по якому неполярні адсорбенти краще адсорбують неполярні адсорбтиви, а полярні адсорбенти — полярні адсорбтиви.

Пористість адсорбенту, тобто розміри пір, сильно пов'язана з розмірами молекул розчиненої речовини. Чим більші молекули речовини, тим важче потрапити їм у вузькі пори, із-за чого адсорбція знижується. Із збільшенням розміру молекул адсорбтива адсорбція на адсорбентах з вузькими порами зменшується.

^ Вплив властивостей адсорбтива. П. Ребіндер запропонував правило урівноваження полярностей, згідно якому адсорбція йтиме, якщо полярність речовини С, що характеризується діелектричною проникністю ε, знаходитиметься між полярністю речовин А і В, тобто якщо дотримуватиметься умова εА > εС> εВ або εА < εС< εВ.

З правила зрівнювання полярностей витікає, що чим більше різниця полярностей між розчинною речовиною і розчином, тобто чим менше розчинність розчиненої речовини, тим краще воно адсорбуватиметься.

Всі полярні гідрофільні речовини (силикагель, глини) добре адсорбують поверхнево-активні речовини з неполярних або слабополярних рідин; всі неполярні гідрофобні речовини (вугілля, графіт, тальк, парафін) добре адсорбують поверхнево-активні речовини з полярних рідин, наприклад з водних розчинів.

^ Вплив часу і температури. Адсорбція речовини з розчину йде з відносно малою швидкістю, оскільки зменшення концентрації в граничному шарі може поновлюватися дифузією, що відбувається в рідині з відносно малою швидкістю. Для настання адсорбційної рівноваги тому часто застосовують перемішування або струшування системи.

При підвищенні температури адсорбція з розчину зменшується .

^ 5. АДСОРБЦІЯ РОЗЧИНЕНИХ ЕЛЕКТРОЛІТІВ ТВЕРДОЮ ФАЗОЮ.[1]

Характерною особливістю адсорбції електролітів твердою фазою є вибірковість, яка виражається в здатності твердої поверхні адсорбувати або катіони, або аніони. Вибірковість визначається природою адсорбенту і адсорбованих іонів, а також характером водного середовища.

Здатні поляризуватися іони адсорбуються зазвичай тільки на поверхнях, що складаються з полярних молекул або іонів. Тому іонна адсорбція називається ще полярною адсорбцією. Мікроділянки поверхні, що мають певний заряд, адсорбують тільки протилежно заряджені іони. Іони електролітів, що мають протилежний знак, не адсорбуються, а залишаються поблизу адсорбованих іонів, утворюючи з останніми на поверхні адсорбенту подвійний електричний шар.

На здатність адсорбції сильно впливає природа іонів. З іонів однакової валентності максимальною адсорбційною здатністю володіють іони найбільшого радіусу. Пояснюється це великою здатністю поляризуватися таких іонів, а отже, здатністю притягуватися поверхнею, що складається з іонів або полярних молекул. З іншого боку, чим більше радіус іона, тим менше при одній і тій же величині заряду гідратація іона. Остання перешкоджає адсорбції іонів, оскільки наявність оболонки гідрата зменшує електричну взаємодію. У ряду лужних металів іон літію набагато більш гідратований, ніж іон цезію. Ряди іонів, поставлені в порядку зменшення їх здатності зв'язувати середовище, називаються ліотропними рядами.

Катіони лужних металів по зростаючій здатності адсорбуватися можуть бути поставлені в наступний ряд:

Li+ < Na+ < К+ < Rb+ < Cs+

Одновалентні аніони по зростаючій здатності адсорбуватися розташовуються в такій послідовності:

С1- < Вг- < N03- < I- < CNS-

При адсорбції іонів різної валентності основну роль грає величина заряду іонів. Чим більше валентність іона, тим сильніше він притягується протилежно зарядженими мікроділянками поверхні.

Особливий інтерес для хімії представляє адсорбція іона поверхнею кристалу, до складу якого входять іони тієї ж природи. Адсорбція в цьому випадку розглядається як кристалізація, тобто добудова кристалічної решітки здатним адсорбуватися іоном. По Панету і Фаянсу, кристали добудовують лише ті іони, які входять в їх склад. Так, кристали AgІ, внесені до розчину KI, адсорбують на поверхні іони йоду. Кристали AgІ, внесені до розчину AgN03,адсорбують іони срібла.

Добудовувати кристалічну решітку здатні не тільки іони, що входять до складу грат, але і ізоморфні з ними. Так, для йоду у разі AgІ ізоморфними іонами будуть С1-, Вг-, CNS-, CN.

^ 6. СУТНІСТЬ ІОНООБМІННОЇ АДСОРБЦІЇ. [1]

Іонний обмін — обмін іонів між двома електролітами. Іонний обмін може відбуватися як в гомогенному, так і в гетерогенному середовищі, в якому один з електролітів буде твердим іонообмінним сорбентом.

При обмінній адсорбції адсорбент, поглинаючи певну кількість яких-небудь іонів, виділяє одночасно в розчин еквівалентну кількість інших іонів того ж знаку, витиснених з поверхні.

Іонний обмін відбувається озворотньо і переважно відноситься до оборотних процесів. Як іонообмінні сорбенти застосовуються тверді, практично не розчинні у воді і органічних розчинниках матеріали, звані іонітами. Іоніти бувають мінерального і органічного походження, природні і синтетичні. Велика частина іонітів — високомолекулярні сполуки з сітчастою і просторовою структурою.

Найбільше значення мають штучні полімерні іоніти, або іонообмінні смоли, що відрізняються високою поглинювальною здатністю, механічною міцністю і хімічною стійкістю. Іонообмінні смоли — аморфні полімери з сітчастою структурою. Присутність в макромолекулах іоногенних груп додає полімеру гідрофільність. Оскільки ланцюги макромолекул полімеру в іонітних смолах «зшиті» один з одним в просторову сітку, розчинник викликає тільки набухання смоли.

З електрохімічної точки зору, всякий іоніт є полівалентний іон з негативним і позитивним зарядом, оточеним іонами протилежного знаку. Від звичайних адсорбентів іоніти відрізняються тим, що їх поглинювальна здатність практично не залежить від величини поверхні і визначається цілком активною частиною іоніту. Остання являє собою диссоційовані іоногенні групи, що беруть безпосередню участь в реакціях іонного обміну. Молекула іоніту містить тисячі атомів, більшість яких взаємно зв'язані в довгий ланцюг або каркас сітчастої будови. Ця головна частина молекули є великий багато разів заряджений іон з позитивним або негативним зарядом. Для нейтралізації цього заряду є дрібніші іони протилежного заряду, які обмінюються місцями з іонами в розчині.

Іоніти діляться на дві групи. До першої групи відносяться смоли, що отримуються з органічних речовин кислотного характеру (фенолів) і звуться катіонітами. Катіоніти володіють здатністю обмінювати катіони, що містяться в розчині, на іони водню або натрію. Другу групу складають смоли, що отримуються з органічних сполук основного характеру (анілін) і звуться аніонітами. Аніоніти обмінюють різні аніони, що містяться в розчині, на гідроксильні іони.

Здатність іонітів вступати в іонний обмін з електролітами, що знаходяться в розчині, широко використовується в техніці. Поглинання іонів з розчину супроводжується строго еквівалентним витісненням рухомих іонів іоніту. Швидкість встановлення іонообмінної рівноваги визначається ступенем іонізації іоніту в даному середовищі і швидкістю дифузії іонів в розчині і в зернах поглинача.

З підвищенням ступеня набухання іоніту і з пониженням розміру зерен швидкість встановлення обмінної рівноваги підвищується. У тих, що набрякають і сильно іонізованих іонітах процес заміщення всіх рухомих іонів триває 2—5 сек. Тому витягувати іони з розчину можна динамічним методом, тобто фільтрацією його через колону, заповнену зернами іоніту. Для витягання солей з розчинів застосовують послідовно сполучені фільтри, одні з яких заповнені катіонітом, а інші — аніонітом. У міру просування розчину по колоні з катіонітом відбувається поглинання катіонів солей і витіснення іонів водню або натрію. У аніонітовій колоні аніони солей витісняють гідроксильні іони іоніту.

Послідовне застосування іонітів цих двох видів дозволяє досягти практично повної демінералізації води без її дистиляції.

Реакції на катіоніті у водневій формі

2К/Н + СаСl2 ↔ [К]2 Са + 2НС1

2К/Н + MgS04 ↔ [K]2 Mg + H2S04

К/н + NaCl ↔ K/Na + НСl

Реакції на аніоніті

2А/ОН + H2S04 ↔ [А]2 S04 + 2H20

А/ОН + НCl ↔ А/Cl + Н20

Катіоніт і анионит, узяті в еквівалентних кількостях, поглинуть відповідно рівні кількості катіонів і аніонів з солей, розчинених у воді. В результаті виділиться еквівалентне число іонів Н+ і ОН-, які утворюють воду.

Як регенеруючі розчини для катіонітів в водневій формі застосовуються зазвичай 3%-, 5%-ві розчини сірчаної або соляної кислоти. Катіоніти при цьому «заряджають» іонами водню

[К]2Са + 2НС1 = 2К/Н+СаС12

Для регенерації аніонітів застосовують 5%-ий розчин NaOH або Na2C03

А/Сl + NaOH = А/ОН + NaCl

Особливим видом іонітів є селективні іонообмінні смоли [5,3] (комплексоутворуючі іонообмінні смоли), здатні до утворення координаційних зв’язків з іонами, що поглинаються, або молекулами. Селективність (вибірковість) визначається співвідношенням і взаємним розташуванням функціональних груп в смолі, їх хімічною спорідненістю до сорбіруємого йону або молекули, структурою полімерної матриці, а також складом і кислотністю контактуючого розчину, природою розчинника. Для збільшення селективності в аіионіт або катіоніт вводять специфічнікомплексоутворюючі групи (напр., гліоксиматні, пірідинкарбонові, 8-оксихінолінові).

^ 7. ЗАСТОСУВАННЯ ІОНІТІВ. [1]

Іоніти пом'якшують воду, використовувану для живлення парових котлів високого і надвисокого тиску. У машинобудуванні іоніти застосовуються для регенерації травильних електролітів, уловлювання кольорових металів з промивних вод цехів гальванічного покриття, в кольоровій металургії — для витягання з руд концентратів кольорових металів, для очищення стічних вод від фенолу, хрому, нікелю і ін.

Іоніти використовуються в біології і фармакології для розділення і очищення вітамінів. Іоніти почали застосовувати в сільському господарстві при вивченні агрономічних властивостей грунтів. У медицині за допомогою іонітів отримують кров, що не згущується, їх застосовують при лікуванні хворих, страждаючих підвищеною кислотністю шлунку.

Обмінна адсорбція широко застосовується в харчовій промисловості. Іонообмінне очищення дифузного соку в цукровій промисловості, як показав досвід, дозволяє знизити вихід кормової патоки з 3 до 2,1% по масі сировини, що збільшує вихід цукру майже на 1%.

У молочній промисловості іонний обмін використовується для зміни сольового складу молока. Коров'яче молоко багатше жіночого змістом солей і відрізняється характером утворення сиру, що залежить від співвідношення казеїну і кальцію. Видаляючи певні кількості кальцію з молока, можна міняти це співвідношення. В даний час іонітне молоко у великих кількостях виробляється для дитячого харчування.

Особливо велике застосування іонообмінні смоли знайшли у виробництві вина. З нього можна видалити зайву кількість іонів Fe3+, Cu2+, Ca2+, які викликають помутніння вина, знизити кислотність, добитися знебварвлення сусла вина. Видалення іонів важких металів з плодово-ягідних сусел запобігає потемнінню плодово-ягідних вин.

У виробництві дріжджів іоніти застосовуються для очищення меляси, яка служить живильним середовищем для вирощування дріжджів. У ній є сполуки, пригноблюючі життєдіяльність дріжджів: фарбувальні речовини, леткі органічні кислоти і інші домішки. Особливо важливе значення має використання іонітів для очищення води в пивоварному виробництві.

Каолін застосовується у вигляді тонкого подрібненого порошку, що володіє адсорбційними властивостями. Він адсорбує фарбувальні і пахучі речовини вина.

Бентонітові глини володіють високою здібністю до якнайтоншого диспергування, завдяки чому мають високі адсорбційні властивості. Вони відмінно утворюють тонкі суспензії (суспензії) в рідинах. Наприклад, водна суспензія застосовується для освітлення плодово-ягідних вин, а водно-винні суспензії — для освітлення виноградних вин. Бентоніти використовуються і для очищення сиропів в крахмало-паточном виробництві.

Трепел володіє високими адсорбуючими властивостями. Мікроскопічні дрібні лусочки, різноманітні за формою, при введенні у вино утворюють густу сітку, що фільтрує, відмінно захоплює зважені в вині домішки.

Активоване вугілля служить прекрасним адсорбентом і ділиться на дві групи — вугілля газове і знебарвлююче. Вугілля газові адсорбують гази і пари і мають дрібні пори. Вугілля другої групи служить для знебварвлення заводських розчинів в цукровому, крахмало-паточном виробництвах; для очищення і освітлення жирів і масел, спирту, вин і ін. Активоване вугілля адсорбує з цукрового розчину не тільки забарвлені, але і інші речовини.

^ 8. ПОНЯТТЯ ПРО ХРОМАТОГРАФІЧНИЙ АДСОРБЦІЙНИЙ АНАЛІЗ.[1]

На адсорбції речовин з розчинів заснований дуже важливий метод аналізу, запропонований в 1903 р. відомим російським вченим М. С. Цвєтом, який розділив складний рослинний пігмент хлорофіл на складові частини. Такий метод аналізу був названий хроматографічним.

Метод хроматографії полягає в тому, що через адсорбційну колону, наповнену яким-небудь адсорбентом, поволі пропускають протягом тривалого часу розчин суміші речовин, що підлягають розділенню. У верхніх шарах адсорбенту відкладається компонент суміші, що сильно поглинається; компонент, що менше адсорбується, поглинеться в низько розташованих шарах, куди розчин поступає вже позбавленим першого компоненту, третій компонент, що адсорбується ще менше, ніж перші два, розташується ще нижче і тому подібне Змішана адсорбція неможлива унаслідок того, що речовини, що більш адсорбуються, витісняють з адсорбенту що менш адсорбуються, які і поступають в шари, що пролягають нижче.

Хроматографічний аналіз застосовується як у водних, так і в неводних розчинах.

9. ^ ІОНООБМІННА ХРОМАТОГРАФІЯ. [3,4]

Іонообмінна хроматографія - хроматографія, заснована на різній здатності іонів, що розділяються, до іонного обміну з іонітом (нерухома фаза). Для розділення суміші катіонів використовують катіоніти, для розділення аніонів — аніоніти. Розчинником в першому випадку є розчин кислоти, в другому — розчин лугу. При іонообмінній хроматографії в неводних середовищах застосовують іоніти з жорсткою матрицею — макропористі іонообмінні смоли і силікагель.

Іонообмінна хроматографія застосовується для розділення фенолів і карбонових кислот (на аніонітах), аміносахарів, нуклеотидів, нуклеозидів пуринових, пірімідинових і ін. основ (на сульфокатіонітах). Білки, нуклеїнові кислоти і інші високомолекулярні сполуки розділяють за допомогою агарозних і декстранових гелів і похідних целюлози. Близькі по властивостях катіони металів розділяють у присутності комплексоутворюючих агентів — лимонної, етилендиамінтетраоцтової кислот. Поведінка металу в цьому випадку визначається ступенем утворення комплексу і зарядом останнього. Іоніти використовують також для відділення електролітів від неелектролітів; часто одночасно відбувається розділення обох груп речовин по механізму іонного обміну і розподілу.


^ СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

Д. Л. Шамшин. Физическая и коллоидная химия. – М.: Высшая школа, 1968 – 280с. (использованы стр.193-195, 196-201)

С. С. Воюцкий. Курс коллоидной химии. – М.:Химия, 1975 – 512с. (использованы стр.81-85, 109 - 111)

Химический энциклопедический словарь. Под ред. И. Л. Кнунянца.- М.: Советская энциклопедия, 1983 – 792с. (использованы стр.226, 520)

Химическая энциклопедия в пяти томах. Том 4. Под ред. И. Л. Кнунянца.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1992 – 641с. (использованы стр.310, 311)

Химическая энциклопедия в пяти томах. Том 2. Под ред. И. Л. Кнунянца.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1990 – 673с. (использованы стр.263-265)