Ионообменная хроматография

В основе метода лежит обратимый стехиометричнский обмен ионов, содержащихся в растворе, на подвижные ионы ионитов (ионообменников).

Разделение смеси ионов связано с неодинаковой способности к обмену.

В ионообменной хроматографии элюент – раствор электролита.

По типу заряда иониты делятся на:

-катиониты

-аниониты

амфолиты – обмен катионов и анионов.

Катионный обмен

Анионный обмен

Обменная емкость ионитаz

Полная обменная емкость является постоянной величиной и определяется числом фиксированных групп.

Обменная емкость, определяемая в статических условиях отличается от величины, полученной в динамических условиях.

В динамических условиях ДОЕ (до проскока) и ПДОЕ (по полному прекращению извлечения ионов)

Ионообменное равновесие

 

по закону действующих масс

при обмене 2-хвалентного иона

уравнение Никольского

 

г де активности в ионите,

активности в растворе

 

 

1

 

Динамика ионного обмена

 

 

Пусть Кав=100 а Кас=1

Методы ионообменной хроматографии

 

фронтальный

для очистки или извлечения примесей

 

- противоион

 

Общая концентрация вытекающего раствора (в эквивалентах) всегда остается постоянной

Вытеснительный

Противоион

 

вытеснитель

Проявительный

 

подвижная фаза

Иониты

 

1) минеральные иониты – цеолиты

2) синтетические неорганические ионы

а) плавленные пермутиты

б) гелеобразные пермутиты

3) иониты на основе углей

4) иониты на основе синтетических смол

У катионов фиксированные группы

 

у анионов

 

Матрица ионита гидрофобна, введение фиксированных ионов означает введение в гидрофобную матрицу гидрофильных групп, вследствие этого матрица приобретает способность к набуханию, смола превращается в полиэлектролит.

В основу классификации ионитов Никольский положил их отношение к

рН – для катионитов

рОН – для анионитов

 

I тип – свойства сильных кислот или сильных оснований

 

 

КУ-2, КУ-3, СОВ-2

II тип – свойства слабых кислот и слабых оснований

 

фиксированные группы –

 

III тип – смешанного типа

(сильная кислота, слабая кислота)

КУ-1

 

IV – тип – подобно смеси многих кислот или многих оснований

почвы, гли