Ion almashinish xromatografiyasi Reja: ion almashinuvchi smolalarning turlari. Ionitlarning ion almashinish sig‘imi

Ion almashinish xromatografiyasining usullari. Elyuent usulida ionlar adsorbilangan ion almashinish kolonkasini siqib chiqaruv- chi suyuqlik – elektrolit eritmasi bilan yuvish nazarda tutiladi. Bunda eng kam adsorbilanadigan ionlar kolonkadan birinchi bo‘lib siqib chiqariladi, kuchliroq adsorbilangan ionlar keyinroq chiqadi. Kolonkadan chiquvchi elyuent fraksiyalarda alohida ion- lar bo‘ladi.
Elyuent usulida siqib chiqaruvchi elektrolit sifatida tarkibida smolaning ionogen guruhlari ajratib chiqaradigan ionlar bo‘ladigan moddalardan (kation almashuvchilar uchun HCl, anion almashuvchilar uchun esa NaCl dan – Cl^– ajratuvchilardan) foydalaniladi. Ajratish va yuvish tugagandan keyin kolonkada boshlang‘ich shakldagi ionit qoladi va uni qaytadan ishlatish mumkin. Siqib chiqarish usuli elyuant usulining bir turi hisobla- nadi. Unda ishlatiladigan siqib chiqaruvchi eritma tarkibida smo- laga ajratiluvchi aralashma ionlariga nisbatan yaxshiroq yutiladi- gan ionlar bo‘ladi.
Ion almashinish xromatografiyasi kolonkalarda o‘tkaziladi, ularga oldindan bo‘ktirilgan ion almashinuvchi smolalar to‘ldiriladi. Kolonkalarning bir me’yorda to‘lishi uchun smola- larning muallaq zarrachali eritmalari ishlatiladi.
Kolonkadagi smola qatlami yuzasiga yuqoridan ozgina namu- na eritmasi tushiriladi, so‘ngra elyuent oqimi yuboriladi. Agar kolonkaning tagiga idishlar qo‘yib turilsa, tarkibida alohida-alo- hida moddalar bo‘ladigan fraksiyalarni yig‘ib olish mumkin. Ara- lashma tarkibiy qismlarga ajratilgandan so‘ng komponentlarning miqdorini har qanday mos keluv-
chi usul bilan aniqlasa bo‘ladi.
Amalda qo‘llanilishi. Aralash- malarni ion almashinish usulida tarkibiy qismlarga ajratishning eng oddiy usuli aralashma tarkibidagi ionlarni smolaga yuttirish va so‘ngra har bir alohida komponentni o‘ziga xos erituvchida eritib ajratib olishdan iborat. Masalan, ishqoriy metallarning kationlarini
1-rasm. Kationitda 0,1 n HCl eritmasi yordamida Na⁺ va K⁺ ionlarini ajratish egri chizig‘i.

suyultirilgan xlorid kislota (0,1 M HCl) ta’sirida ajratib olish mumkin. 34-rasmdagi chiqish egri chizig‘i shunday ajratishning samaradorligini ko‘rsatadi.

Rasmdan ko‘rinib turibdiki, 0,1 M HCl bilan elyuirlash Na⁺ va K⁺ ionlarini oson ajratishga imkon berar ekan.
Ion almashinish xromatografiyasini elyuent sifatida laktat, si- trat, EDTA va b. eritmalardan foydalanib lantanoidlar aralash- masini analiz qilish uchun tatbiq etish bu elementlarni ajratish- ning samarali usulini ishlab chiqish imkonini yaratdi. Olingan ma’lumotlar asosida lantanoidlar rudalarini qayta ishlash texnologik sxemasi taklif qilindi va muvaffaqiyat bilan amalga oshirildi. Izotoplarni bir-biridan ajratishning ion almashish usul- lari ham bor.
Ion almashtirib yutilishga asoslangan usulda yutuvchi tarkibida bo‘lgan dastlabki ionlarning o‘rniga ekvivalent miqdorda tekshiri- luvchi modda ionlari almashinadi. Boshqacha qilib aytganda, ion- lar bilan adsorbent zarrachalari sitidagi molekula o‘rtasida al- mashinish reaksiyasi sodir bo‘ladi.
Ion almashtirish qobiliyatiga ega bo‘lgan yutuvchi moddalar ionitlar (ion almashtiruvchilar) deb ataladi. Ionitlar ilgaridan ma’lum bo‘lishiga qaramay, ion almashinish jarayonlari ion alma- shadigan sintetik smolalar yoki ionitlar yaratilgandan keyingina amalda keng qo‘llanila boshladi.
Sintetik ion almashtiruvchi moddalar yuqori molekular poli- merlardan iborat bo‘ladi. Masalan, bunga har xil funksional gu- ruhlari bo‘lgan polistirol polimerini misol qilib keltirish mumkin. Sintetik anorganik ionitlar ham ma’lum, masalan, har xil permu- titlar, aktivlangan aluminiy oksid, temir yoki sirkoniy gellari va b. Organik ion almashtiruvchi smolalar kengroq ishlatiladi, chunki ularning almashinish hajmi yuqoriroqdir. Har bir ionitning muay- yan almashinish hajmi bo‘ladi. Bu hajm moddaning 1 gramm qu- ruq smolaga yutilgan milligramm-ekvivalent miqdori bilan o‘lchanadi:
g = mg – ekv/g
Ion almashtiruvchi smolalar funksional guruhidagi zaryad bel- gisiga qarab kationitlar va anionitlarga bo‘linadi.

Kationitlarda kislotali funksional guruhlar bo‘ladi:

–SO₃ ^–H⁺; -COOH^–; –H₂PO₄; –OH
Mavjud kationitlar karkasi manfiy zaryadlangan bo‘lib, u mus- bat zaryad bilan kompensatsiyalanadi:
Shunday qilib kationit elektroneytral bo‘lib qoladi:

3