ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сшитость и набухание из "Ионообменная хроматография в аналитической химии" Рассмотрим зерно сухой сульфополистирольной смолы в Н -форме, которое помещено в воду. Вода проникает в смолу, гидратируя ионы водорода и сульфат-ионы. Можно принять, что эти ионы растворяются в гидратной воде, образуя очень концентрированный водный раствор внутри зерна смолы. Содержание воды в смоле увеличивается за счет осмотического давления. При набухании зерен смолы валентные связи между атомами углерода углеводородных цепей и поперечные связи растягиваются, стремясь вместить поступающую воду. За счет упругости валентных связей возникает давление, противодействующее поглощению воды. Количество воды, поглощенной при равновесии, зависит от степени сшитости смолы и обмениваемого иона (табл. 5). [c.37] Радиус гидратированного катиона, А [15]. [c.37] Как и следовало ожидать, набухание уменьшается с увеличением числа поперечных связей и уменьшением размера радиуса гидратированного обмениваемого иона. [c.37] Приблизительную молярность сульфогрупп во внутренних растворах легко рассчитать из данных табл. 5 для этого величины, обратные приведенным в таблице, надо умножить на 1000. Полученная молярность изменяется от 1,06 для малосшитой смолы в Н+-форме до 17 для сильносшитой смолы в Сз -форме. [c.37] Кальмон [16] изучал изменения объема смолы в колонке при обменных реакциях сульфированного полистирола, содержащего 1 % поперечных связей. В каждом случае он измерял объем смолы после промывания ее водой. Для смолы, содержащей двенадцать различных двухзарядных катионов, объем колебался от 18 до 63% первоначального объема смолы в Н+-форме. Для трехзарядных катионов эти величины составляли 19— 26%. Объем смолы в ТЬ+-форме составлял только 11 % объема смолы в Н+-форме. Как видно из приведенных данных, заряд обмениваемого иона оказывает влияние на набухание смолы, особенно при небольшом числе поперечных связей. Ионы с большим зарядом притягиваются сульфогруппой смолы сильнее и поэтому менее благоприятствуют набуханию. Работы по изучению набухания смол, содержащих однозарядные и двухзарядные ионы в различных соотношениях, появились недавно 117]. [c.38] Радиус гидратированного аниона, А [15]. [c.38] В табл. 6 приведены данные по набухаемости сильноосновных смол. Следует отметить, что эти смолы набухают меньше, чем сульфополистирольные смолы для них также характерно уменьшение набухаемости с увеличением числа поперечных связей. Из данных таблицы следует, что, несмотря на меньшие различия в радиусе гидратации галогенид-ионов, анионы с меньшими коэффициентами селективности (гл. 3, разд. В.1) подвергаются наибольшему набуханию. [c.38] Слабокислотные смолы в любой солевой форме набухают подобно сильнокислотным. Однако эти смолы в Н+-форме набухают незначительно, так как неионизованная карбоксильная группа слабо притягивает воду. Слабоосновные смолы во всех формах, кроме гидроксильной, значительно набухают. [c.38] Если смолу погрузить в раствор, содержащий электролит, в котором имеется тот же катион (или анион), что и обмениваемый ион смолы (так что ионный обмен не протекает), то различие между осмотическим давлением внутри и снаружи смолы будет меньшим, чем при погружении смолы в чистую воду, и поэтому смола набухает меньше (табл. 7). [c.39] Примечание т — количество воды, сорбированное 1 г сухой смолы, г. [c.39] Когда вода проникает в сухой шарик смолы, набухание протекает сначала в поверхностных слоях. При этом возникают механические напряжения, которые часто достаточно велики и могут расколоть шарик, особенно если он большой. Чтобы избежать механического повреждения зерен, целесообразно сухую смолу подвергать набуханию постепенно, погружая ее последовательно в растворы уменьшающейся концентрации или выдерживая в атмосфере влажного воздуха. Смола поглотит столько же воды из воздуха (при 100%-ной относительной влажности), как и из чистой воды, но скорость сорбции в первом случае будет меньше. Вследствие растрескивания больших зерен при набухании продажные ионообменные смолы редко выпускают размером больше 20 меш (с1 = 0,84 мм). Размер, характеризующий амбер-литовые смолы, относится к сухой ионообменной смоле, размер смол дауэкс — к углеводородному сополимеру без ионогенной группы. Размер влажной смолы, конечно, больше. В приложении приведены размеры отверстий различных стандартных сит. [c.39] Ионообменные смолы набухают при погружении в некоторые неводные растворы, но набухание в них меньше, чем в воде. Обычно в гидрофильных жидкостях смолы набухают больше, чем в гидрофобных в углеводородах набухание незначительно. Однако же стиролдивинилбензольный сополимер, не содержащий ионогенных групп, набухает в углеводородах, а не в воде. [c.39] Вернуться к основной статье