Ионная адсорбция на твёрдом адсорбенте, её особенности

Ионная адсорбция – адсорбция из растворов сильных электролитов. В этом случае растворённое вещество адсорбируется в виде ионов.

Особенности ионной адсорбции:

1. Адсорбируются заряженные частицы (ионы), а не молекулы.

2. Адсорбция происходит только на полярных адсорбентах, поэтому её часто называют полярной адсорбцией.

3. Адсорбция сопровождается образованием двойного электрического слоя (ДЭС).

4. Адсорбция является избирательной, т.е. на каждом данном адсорбенте катионы и анионы адсорбируются неодинаково.

5. В основе ионной адсорбции лежат химические силы, и она чаще всего кинетически необратима.

6. Для ионной адсорбции характерно явление обменной адсорбции.

 

Факторы:

1. Химическая природа адсорбента Чем более полярным является адсорбент, тем лучше он адсорбирует ионы из водных растворов. На активных центрах, несущих положительный заряд, адсорбируются анионы(-), на отрицательных – катионы(+).

2. Химическая природа ионов

а) На адсорбцию ионов большое влияние оказывает величина радиуса иона. С увеличением кристаллического радиуса иона возрастает адсорбционная способность. В соответствии с этим ионы можно расположить в ряды по возрастающей способности к адсорбции. Эти ряды называют лиотропными рядами Гофмейстера:

Li ‹ Na ‹ K ‹ Rb ‹ Cs

б) Чем больше заряд иона, тем сильнее адсорбция:

K ‹‹ Са ‹‹ Al

Правило Панетта-Фаянса:

На кристаллической поверхности адсорбируются те ионы, которые способны достраивать кристаллическую решетку и дают труднорастворимое соединение с ионами, входящими в кристалл.

Ионообменная адсорбция, её особенности. Вещества иониты. Их деление на катиониты, аниониты и амфолиты. Деление ионитов по

Химической природе каркаса (неорганические, минерально-органические). Использование ионитов.

Ионообменная адсорбция – это процесс, при котором твердый адсорбент обменивает свои ионы того же знака из жидкого раствора.

Ионообменная адсорбция характерно:

1) эта адсорбция специфична, т.е. к обмену способны только определённые ионы, по своей природе этот процесс приближается к химическим явлениям

2) эта адсорбция не всегда обратима

3) протекает медленнее, чем молекулярная адсорбция

4) при этой адсорбции может меняться рН среды

Ионитаы - вещества, проявляющие способность к ионному обмену при контакте с растворами электролитов. Большинство ионитов – твёрдые, нерастворимые, ограниченно набухающие вещества.

Катиониты - способные обменивать свои положительные ионы

Аниониты — которые способны обменивать свои отрицательно заряженные ионы на ионы внешней среды

Амфолиты - молекулы, в структуре которых присутствуют как кислотные, так и основные группы.

Деление ионитов по химической природе каркаса – на неорганические, органические и минерально-органические.

Неорганические и органические иониты могут быть природными и синтетическими. Минерально-органические состоят из органического полиэлектролита на минеральном носителе.

Иониты применяются для очистки, разделения и концентрирования веществ из водных и газообразных сред.

Хроматография. Понятия о адсорбционной, распределительной, ионообменной хроматографии. Хемосорбционная хроматография. Молекулярно-ситовая хроматография (или гельфильтрация). Деление хроматографии по технике эксперимента: колоночная, бумажная и тонкослойная хроматография.

Хроматография – метод анализа и разделения смеси веществ, основанный на их различной адсорбции.

Хроматография подразделяется:

1) Адсорбционная - основана на различной адсорбции разделяемых веществ. 2) Распределительная - основана на различии в растворимости и распределения веществ между двумя несмешивающимися жидкости.

3) Ионообменная - по обмену ионами между раствором и адсорбентом

4) Хемосорбционная – основана на различии в константах химической реакции.

5) Молекулярно-ситовая – основана на разделение смеси веществ с различным размером молекул.

Колоночная хроматография — осуществляется пропусканием исследуемого раствора через стеклянную трубку, заполненную порошкообразным поглотителем.

Бумажная хроматография - метод, основанный на распределении веществ между подвижной и неподвижной жидкими фазами.

Тонкослойная хроматография - основанный на различной скорости перемещения компонентов смеси в плоском тонком слое сорбента при их движении в потоке подвижной фазы.