ИССЛЕДОВАНИЕ  ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ  И  КИСЛОТНО-ОСНОВНЫХ  СВОЙСТВ  НОВЫХ  ИОНИТОВ  SYNTHER  EV  023,  CRX  300,  CRX  210,  CRX  100,  ALX  220,  ALX  400

Землянская  Алёна  Игоревна

студент  5  курса,  кафедра  органической  и  аналитической  химии  СФУ,  г.  Красноярск

E-mail:  aloyna91g@mail.ru

Кононова  Ольга  Николаевна

научный  руководитель,  канд.  хим.  наук,  доцент  СФУ,  г.  Красноярск

С  развитием  теории  и  практики  ионного  обмена  все  большее  внимание  уделяется  комплексообразующим  смолам,  способным  к  избирательному  поглощению  одного  или  нескольких  видов  ионов  [1]. 

В  настоящее  время  накопилась  достаточно  много  информации  о  синтезе  комплексообразующих  ионитов,  влиянии  состава  раствора,  химической  и  физической  природы  ионитов  на  процесс  сорбции,  о  свойствах  образующихся  соединений.  Теоретическим  и  практическим  исследованиям  по  этой  теме  посвящено  большое  число  работ,  однако  изложенные  в  них  результаты  требуют  обобщения  и  дальнейшего  развития  [2].  Поэтому  в  данной  работе  нами  были  изучены  физико-химические  и  кислотно-основные  свойства  ионитов.  Для  исследования  были  взяты  аниониты  Synthes  EV  013  и  SXR  002,  синтезированные  НПО  «Синтез»  г.  Санкт-Петербург. 

Ионит  перед  работой  следует  подвергать  предварительной  обработке,  то  есть  кондиционированию,  с  целью  удаления  органических  и  минеральных  примесей.

Воздушно-сухой  сорбент  подвергают  набуханию  в  насыщенном  растворе  хлорида  натрия  в  течение  суток.  Затем  раствор  сливают,  сорбент  промывают  дистиллированной  водой  до  тех  пор,  пока  вода  на  выходе  не  будет  давать  отрицательную  реакцию  на  хлорид-ионы.  Реактивом  на  хлорид-ионы  является  раствор  нитрата  серебра. 

Далее  сорбент  заливают  2М  раствором  соляной  кислоты,  после  чего  промывают  дистиллированной  водой  до  слабокислой  реакции  (рН  3-4). 

Следующая  стадия  кондиционирования  —  обработка  ионита  2М  раствором  гидроксида  натрия,  после  чего  их  промывают  дистиллированной  водой  до  слабощелочной  реакции  (рН  8-9).  Затем  промывают  ионит  спиртом  (1:1).

После  кондиционирования  сорбент  переводят  сначала  в  OH^‾  -форму,  потом  в  Cl^‾  -форму. 

Переведение  в  ОН^-.  Предварительно  оттитрованным  раствором  2  М  NaОH  0,2N  HCl  (приготовленной  из  фиксанала)  насыщаем  анионит.  Промываем  его  раствором  до  тех  пор,  пока  концентрация  вливаемого  и  выходящего  гидроксида  натрия  не  станут  равны.  Пробу  в  присутствии  2  капель  5  N  фенолфталеина  оттитровываем  0,2  N  HCl.  После  этого  промываем  ионит  спиртом  и  высушиваем  на  фильтровальной  бумаге. 

Переведение  в  Cl^-.  Промываем  анионит  водой,  далее  выполняем  насыщение  согласно  предыдущей  методике.  Пробы  кислоты  оттитровываем  в  присутствии  фенолфталеина  0,2  N  NaOH.  После  насыщения  анионит  промывается  спиртом  и  сушится  на  фильтровальной  бумаге  [3,  4]. 

В  колбы  на  50—100  мл  вносят  по  0,5  г  воздушно-сухого  ионита  в  OH^-  или  Cl^-  формах.  Навески  заливают  соответствующими  растворами  0,25М  NaOH  (для  ионитов  в  Cl^-  форме)  и  0,25М  NaCl  (для  ионитов  в  OH^-  форме).  Количества  растворов  приведены  в  таблице  1.

Таблица  1. 

Количества  растворов  для  потенциометрического  титрования  ионитов  в  ОН^-  -  форме  и  анионита  в  Cl^-  -  форме

Колбы  перемешивают,  закрывают  крышками  и  оставляют  стоять  до  установления  равновесия  (не  менее  24  часов).

Затем  готовят  те  же  растворы,  но  без  ионитов,  и  измеряют  их  pH.

Через  24  часа,  измеряют  pH  растворов  с  ионитами.  По  полученным  данным  строят  кривые  титрования  [5].

Измерили  рН  растворов  без  ионитов  и  с  ионитами.  Результаты  потенциометрического  титрования  представлены  на  рисунках  1—6:

Рисунок  1.  Кривая  потенциометрического  титрования  катионита  CRX  300,  кривая  1  —  без  ионитов,  кривая  2  —  с  ионитами

Рисунок  2.  Кривая  потенциометрического  титрования  ионита  CRX  210,  кривая  1  —  без  ионитов,  кривая  2  —  с  ионитами

Рисунок  3.  Кривая  потенциометрического  титрования  ионита  CRX  100,  кривая  1  —  без  ионитов,  кривая  2  —  с  ионитами

Рисунок  4.  Кривая  потенциометрического  титрования  анионита  EV  023,  кривая  1  —  без  ионитов,  кривая  2  —  с  ионитами

Рисунок  5.  Кривая  потенциометрического  титрования  анионита  ALX  220,  кривая  1  —  без  ионитов,  кривая  2  —  с  ионитами

Рисунок  6.  Кривая  потенциометрического  титрования  анионита  AX400,  кривая  1  —  без  ионитов,  кривая  2  —  с  ионитами

Далее  были  рассчитаны  по  уравнению  Гендерсона-Гассельбаха,  кажущиеся  константы  кислотно-основного  равновесия,  представленные  в  таблицы  2.

Таблица  2. 

Значения  кажущихся  констант  кислотно-основного  равновесия,  рассчитанные  по  данным  потенциометрического  титрования

Значения  полученных  констант  согласуются  с  кислотно-основными  свойствами  изучаемых  образцов.

На  основании  проведенного  исследования  можно  сделать  вывод  о  том,  что  образцы  сорбентов  являются  ионитами  смешанного  типа.  В  структуре  этих  ионитов  присутствуют  группы  сильнокислотного,  слабокислотного,  хелатообразующего,  сильноосновного  характера,  а  также  слабоосновные  аминогруппы.

Список  литературы:

1.Гельферих  Ф.  Иониты.  Основы  ионного  обмена/Ф.  Гельферих.  М.:  Изд.  иностранной  литературы,  1962.  —  492  с.

2.Иониты  и  ионный  обмен:  Сборник  статей/Под  ред.  Г.В.  Самсонова.  Л.:  Наука,  1985.  —  230  с.

3.Иониты  в  цветной  металлургии/Отв.  ред.  К.Б.  Лебедев.  М.:  Металлургия,  1975.  —  352  с.

4.Кононова  О.Н.  Применение  хелатных  и  амфотерных  ионитов  в  анализе  и  технологии  редких  металлов./О.Н.  Кононова.  Красноярск:  КГУ,  1981.  —  40  с.

5.Полянский  Н.Г.  Методы  исследования  ионитов/Н.Г.  Полянский,  Г.В.  Горбунов,  Н.Л.  Полянская.  М.:  Химия,  1976.  —  208  с.