Zpracované otázky - CHEMIJE

Rozdělení

a) Katexy silně kyselé. Mají funkční skupiny -SO3- a pracují v H+-cyklu nebo Na+-cyklu. Jsou účinné bez omezení, tj. v kyselé i alkalické oblasti pH.

b) Katexy slabě kyselé. Mají funkční skupiny -COOH a pracují v H+ -cyklu. Jsou účinné jen v alkalicky reagujících roztocích, neboť v kyselém prostředí je potlačena disociace funkční skupiny (COOH → -COO- + H+). V nedisociované formě je funkční skupina neúčinná.

c) Anexy silně zásadité jsou dvojího typu a pracují v OH--cyklu nebo v Cl--cyklu. Jsou účinné bez omezení, tj. v kyselé i alkalické oblasti pH.

d) Anexy slabě zásadité mají funkční skupiny tvořené primárními, sekundárními nebo terciárními aminy:

Místo vodíků jsou ve slabě zásaditých anexech vázány často na atom dusíku alkylové skupiny, např. methylová -CH3. Slabě zásadité anexy pracují v OH--cyklu a jsou účinné jen v kysele reagujícím roztoku, neboť v zásaditém prostředí je potlačena disociace funkční skupiny (např. -NH3OH —+ -NH3+ + OH-). V nedisociované formě jsou funkční skupiny neúčinné.

Nosiči funkčních skupin syntetických ionexů jsou polymerní makromolekuly na bázi polystyrenu, fenolformaldehydových pryskyřic, polyakrylátů, příp. polyamidu. Větvení polymerních nosičů ovlivňuje fyzikální vlastnosti ionexů i jejich vlastnosti chemické. Např. s růstem větvení se zvyšuje odolnost vůči oxidačním činidlům, ale snižuje se přístupnost k funkčním skupinám i výměnná kapacita.

Výměnná schopnost

Užitečná výměnná schopnost, neboli užitková kapacita ionexu, se hodnotí počtem ekvivalentů (mol z, kde z je náboj iontu v absolutní hodnotě) vyměnitelných ionexem v jeho objemovém množství (1 litru). Jestliže 1 litr ionexu vymění a molů iontů s jedním elektrickým nábojem, např. Na+, Cl- nebo a/2 molů iontů nesoucích dva elektrické náboje, např. Ca2+, SO42- , potom je jeho užitková kapacita a mol/l.

Pracovní cyklus

Použití iontoměničů bývá většinou v koloně, kterou protéká voda, z níž má být určitý ion (nebo více iontů) odstraněn. Z kolony vytéká voda (eluát), ve které je koncentrace vyměňovaného iontu podstatně snížena, a naopak zvýšena koncentrace iontu, v jehož cyklu ionex pracuje. Učinnost tohoto odstranění je vyjádřena distribučním koeficientem D. Po vyčerpání užitkové kapacity ionexu dojde v eluátu k prudkému zvýšení koncentrace vyměňovaného iontu. V tomto stavu jsou protiionty ionexu již prakticky vyměněny, a proto nemůže dále plnit svoji výměnnou funkci.

Ještě předtím, než je tohoto stavu dosaženo, je třeba ionex regenerovat, což se provádí jeho promytím regeneračním roztokem, voleným podle toho, v jakém cyklu ionex pracuje. Při regeneraci probíhají stejné děje jako při výměně, ale opačným směrem. Toho se dosáhne zvýšenou koncentrací protiiontů obsažených v regeneračním roztoku.