Adszorpció folyadékelegyekből 2. Elektrolit oldat

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Adszorpció folyadékelegyekből 2. Elektrolit oldat"

Júlia Juhász
6 évvel ezelőtt
Látták:

1 Adszorpció folyadékelegyekből 2. Elektrolit oldat Bonyolultabb, mert min. 3 komponens van: anion, kation és oldószer. Általában 5 komponens: anion, kation, oldószer-anion, oldószer-kation, disszociálatlan oldószer.

2 Elektrolit adszorpció fajtái: ekvivalens adszorpció: az ionok sztöchiometrikus arányban kötődnek nem ekvivalens adszorpció: valamelyik ion adszorpciója preferált szelektív csere adszorpció Az adszorbens-adszorptívum pártól függ

3 Adszorbensek fajtái: apoláros = hamumentes aktív szén poláros: savas (negatív töltésű) pl. kvarc bázisos (poz. töltésű) pl. Al 2 O 3 amfoter (töltése ph függő) pl. gyapjú semleges (ionos, de nem disszociál) pl. AgCl

4 1. Ekvivalens adszorpció apoláros adszorbenseken ionkristály + sajátion nem jön létre kettősréteg

5 2. Szelektív adszorpció (nem ekvivalens 1. típus) poláros adszorbensen kettősréteg alakul ki 1. Paneth-Fajans szabály: saját ion, rokon ion, csapadékképző ion köt legerősebben 2. H + és OH - köt legerősebben 3. vegyértékűség szabálya: nagyobb vegyértékű köt erősebben 4. liotróp sorok szabálya: a kevésbé hidratált köt erősebben

6 3. Csereadszorpció (nem ekvivalens 2. típus) poláros semleges adszorbens adszorbeált rétegével poláros savas poláros bázisos ha a felület disszociál amfoter Ioncsere, ha a vázszerkezet belsejében is vannak disszociábilis ionok.

7 Vázszerkezet, belsejében disszociábilis kis ionokkal ioncserélő műgyanta-gyöngyök

8 Fajtái: kationcsere: R - X + + K + A - = R - K + +X + A - anioncsere: R + Y - + K + A - = R + A - +K + Y - R gyanta K kation A anion X v. Y ellenion, az adszorbenssel ellentétes töltésű koion, az adszorbenssel azonos töltésű

9 Víztisztító berendezés vázlata (különágyas, tehát külön anion- és kationcserélő oszlopa van. Működtetés: Kationcserélő oszlop Anioncserélő oszlop S duzzasztás csapvíz ioncserélt víz regenerálás víztermelés

10 ioncserés sótalanítás

11 Laboratóriumi ioncserélő berendezés

12 Tengervíz sótalanítása ioncserélővel

13 Ioncserélő belső szerkezete: a térszerkezet belsejében is lecserélhetők az ionok. Az ábrán egy kationcserélő látható, az anionok rögzítettek, a kationok cserélhetők.

14 Arisztotelész 330 BC.: a tengervíz elveszíti sótartalmát ha bizonyos talajokon átszűrik. H. S. Thompson 1845: ha trágyát halajon átszűrnek, az az ammóniát kiszűri belőle H. S. Thompson, J. T. Way : A talajok ioncserélő tulajdonsága a zeolit tartalmukkal van összefüggésben. H. Eichorn 1858: Az agyagásványok és zeolitok ion-adszorpciója reverzibilis. R. Gans 1905: Zeolitokkal lágyítani lehet a kemény vizet. Ugyanezt aranynak a tengervízből való kivonására is használta. A. Bahrdt 1927: Az első ioncserélő analitikai oszlop. B. A. Adams, E. L. Holmes : Az első szintetikus ioncserélő.

15 A zeolitok alumíniumszilikátok, általános képletük: X(Al,Si)O3 n(h2o). Ahol X lehet: Na, Ca, Li, K, Ba, Mg, Sr. és a H2O tartalom is változik. Hevítés után lyukacsos szerkezetűvé válnak.

16 Ioncsere szerepe: csapadékképződési reakcióknál szűrési műveleteknél (hamumentes szűrőpapír) adszorpciós indikátorok használata ruhafestés ph-függő (savas közegben a szál kationossá válik, jobban köti az anionos festéket, rögzítése semleges mosással) termőtalajok szerkezete a szilikátásványoktól függ (Ca ion nedves helyen lecserélődik H ionra, savanyodik. Száraz helyen Na ionra cserélődik, szikes lesz.) vízlágyítás bakelit (hanglemez) vízlágyító (Adams, Holmes, 1935)

17 ionszelektív elektródok zeolit ásvány (alkáli- és/vagy alkáliföldfémalumínium-hidroszilikát) természetes ioncserélő mosóporok vízlágyítói, nátrium-tripolifoszfát (Na 5 P 3 O 10 ) komplexképzők voltak, ma ioncserélők kromatográfiás elválasztások abrosz megsózása vörösbor kiöntésekor: az ionos adszorbens (só) jobban köti az ionos festéket, valamint visszaszorítja a színezék disszociációját, ezáltal az rosszabbul kötődik a szövethez

18 Só titrálási reakciója: NaCl + AgNO 3 = AgCl + NaNO 3 Az egyenérték pont előtt Cl ion felesleg van az oldatban, ez a csapadék sajátionja, adszorbeál a csapadékszemcsékre, a felület negatív töltésű. Az egyenérték pont után sajátionként csak a hozzáadott Ag ion van jelen, ez adszorbeál a csapadékszemcse felületére. A felület áttöltődik, pozitív lesz. A pozitív felülethez az indikátor anionja adszorbeálni tud, ezáltal a disszociációs egyensúlya eltolódik, színe megváltozik.

19 végpont előtt végpontban indikátor anionjának adszorpciója

20 Titrálás fluoreszcein indikátor mellett. 1. kép: tiszta NaCl oldat, az indikátortól enyhén fluoreszkáló zöldes színű 2. kép: Cl-ion reagál a mérőoldat Ag-ionjával, AgCl csapadék képződik, az oldat megzavarosodik (kolloid!). 3. kép. A titrálás végpontjában elfogy minden szabad Cl-ion, ezért az AgCl csapadék felületére csak a feleslegben bejutott Ag-ionok tudnak kötni (más sajátion már nincs a rendszerben), a felület áttöltődik, pozitív lesz. A pozitív töltésű felületre a fluoreszcein indikátor anionja kötődni tud, disszociációja eltolódik. Megváltozik a színe, mert a disszociált és disszociálatlan forma más színű. (Ugyanez bromidra eozinnal.)

21 Kationcserélő: szulfonsav csoport Anioncserélő: kvaterner ammónium csoport

Hasonló dokumentumok

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása. Adszorpció oldatból szilárd felületre Adszorpció oldatból Nem-elektrolitok