Ионообменная адсорбция
Ионообменная адсорбция – это процесс обмена эквивалентным количеством одноименно заряженных ионов из раствора и ионами на поверхности адсорбента. Адсорбенты, способные к обмену катионов, называют катиониты, а способные к обмену анионов – аниониты. Их общее название - иониты. Это твердые нерастворимые в воде и органических растворителях вещества, природные (например, некоторые белки) или синтетические высокомолекулярные вещества (ионообменные смолы), которые содержат ионогенные функциональные группы на своей поверхности. Катионит содержит на своей поверхности кислотные – карбоксильные, сульфо- или фосфатные группы, диссоциированные в воде, у которых может обмениваться катион:
Перед адсорбцией катионит промывают раствором кислоты, переводя его в Н-форму, а затем медленно пропускают очищаемую систему, например, соленую воду, из которой катионит адсорбирует катионы, посылая в раствор ионы Н+. Раствор после адсорбции подкисляется. Аниониты представляют собой многокислотные основания, чаще всего содержат на своей поверхности аминогруппы. Перед адсорбцией анионит промывают раствором щелочи, переводя его в ОН-форму и затем используют для очистки водных растворов от анионов:
Иониты можно использовать многократно, регенерируя их перед использованием промыванием кислотой (катиониты) или щелочью (аниониты).
Медико-биологическое значение ионообменной адсорбции. Ионообменная адсорбция используется для: - опреснения морской воды последовательным пропусканием ее через катиониты, а затем через аниониты. - уменьшения жесткости воды, путем связывания ионов кальция и магния. - консервирования крови (удаление катионов Са2+) - беззондовой диагностики кислотности желудочного сока - детоксикации организма при различных отравлениях. - в ионообменной хроматографии Ионообменная адсорбция имеет место в живых организмах на поверхности биополимеров, например, белков, содержащих ионогенные функциональные группы.
Хроматография. Хроматография – метод разделения смеси на отдельные компоненты с целью: – анализа состава смеси (что? сколько?) – выделения компонентов из смеси.
Этот метод был впервые использован в 1903г. русским ботаником М.С. Цветом для разделения экстракта хлорофилла на отдельные компоненты. Термин хроматография дословно переводится как цвето-запись, хотя метод этот применяется и для разделения неокрашенных веществ. В опыте Цвета использовалась стеклянная трубка (колонка), заполненная измельченным адсорбентом (дробленым мелом). Сверху на адсорбент вносилось небольшое количество смеси, подлежащей разделению – экстракт хлорофилла. Он впитывался в верхний слой адсорбента. И дальше всё время сверху пропускался растворитель (элюент). Вместе с этим потоком элюента перемещались вдоль колонки и компоненты смеси. Они адсорбировались на следующем участке адсорбента, а элюент десорбировал их и перемещал дальше (Рис. 1.16).
Рис 1. 16. Схема колоночной адсорбционной хроматографии по Цвету Так постоянно повторяются процессы адсорбции-десорбции. Скорость перемещения компонентов смеси вдоль колонки вместе с растворителем разная, поскольку у компонентов разное сродство к адсорбенту и растворителю, разная прочность адсорбции. Поэтому постепенно вся смесь разделялась вдоль колонки на отдельные зоны чистых веществ. Пропуская растворитель и дальше, собирались растворы каждого вещества в отдельные ёмкости. В настоящее время методом хроматографии можно разделять и анализировать любые смеси веществ, поэтому он применяется во всех сферах деятельности человека. Особенно он стал распространен после того, как в 50-х годах XX века были созданы приборы – хроматографы, благодаря чему стал возможен автоматизированный анализ состава смесей. В медицине хроматографию используют для экспресс-диагностики при острых отравлениях, чтобы быстрее выбрать тактику лечения, а также для спортивного допинг-контроля, для анализа питьевой воды на присутствие органических примесей, для анализа чистоты лекарственных средств и т.д. Во всех существующих методах хроматографии всегда имеются две несмешивающиеся фазы: неподвижная фаза (НФ) с большой поверхностью и подвижная (ПФ) – поток газа или жидкости (элюент), проходящий через неподвижную фазу вместе с компонентами смеси. Разделение смеси на отдельные компоненты основано на разном распределении компонентов смеси между двумя фазами - подвижной и неподвижной, а значит, и разной скорости их движения вдоль неподвижной фазы.
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (3856)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |