Силици и химически модифицирани силиции - Студопедия
Таблица 2. Концентрация на микроелементи с помощта на модифицирани сорбенти
| Дефинирани елементи | Обект на анализ | Комплексообразуващ реагент | Матрица |
| hg | Морска вода | Дитизон, теноил трифлуороацетон | Полистиренови перли (2% дивинилбензен) |
| CD, Hg | Решения | Натриев диетилдитиокарбамат | Хромосорб |
| Cr, Cu, Fe, Pb, Ni, Zn | » | Диметилглиоксим, 8-хидроксихинолин, двузаместен натриев фосфат, основи | Анионобменници АВ-17 и АВ-18 в ОН'-форма |
| Cd, Cu, Hg, Mn, Zn | » | 1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол, трикрезил фосфат | PVC мембрана |
| Платинени метали | Отпадъци от производството на нови метали | тионалид | Хартия |
| hg | Решения | дитизон | Полиуретанови пени |
| Au | Решения | Трибутил фосфат, тиокарбамид | Полиуретанови пени |
| Co, Fe, Mn | » | 1-(2-Пиридилазо)-2-нафтол | » |
Сравнително наскоро комплексни форми на хелатиращи сорбенти са използвани за разделяне на лиганди. Поради стерични пречки, вътрешната координационна сфера на металния йон, когато взаимодейства с хелатообразуващите групи на сорбента, не е напълно запълнена с донорни атоми на тези групи. Свободните координационни места на металния йон могат да бъдат запълнени с молекули на разтворителя или други лиганди в разтвор, които могат лесно да бъдат заменени с различни лиганди.
Селективността на обмена на лиганди се проявява ясно в разпознаването на оптично активенлиганди, като оптични изомери на аминокиселини. По този начин, оптично активен сорбент с присаден Z-пролин, обработен с разтвор на меден сулфат, в резултат на което се образува полимер със следната структура: проявява висок афинитет към D-изомери на аминокиселини, докато Z-изомерите лесно се отмиват с вода
Силициевият диоксид е силициев диоксид във всичките му форми: кристален, аморфен или хидратиран. Аморфните порести силициеви диоксиди са най-универсалните, тъй като техните структурни характеристики (размер на повърхността, диаметър и обем на порите, размер на частиците и якост) могат да варират в широк диапазон. Аморфният силициев диоксид има следните разновидности: аеросил - безводни, аморфни частици силициев диоксид, получени при висока температура; аеросилогелите (силохромите) са много чиста и геометрично хомогенна форма на порест аморфен силициев диоксид със специфична повърхност от 70-150 m 2 /g; силициеви гелове - сухи гелове от полисилициева киселина (един от най-важните разновидности на аморфен силициев диоксид, произвеждан от промишлеността); порестите стъкла са специална форма на аморфен силициев диоксид.
Механизмът на йонообмен върху силициев диоксид, т.е. заместването на протоните на повърхностните ≡Si-OH-групи с катиони, е доказан доста надеждно. Въпреки това, афинитетът на металните йони към повърхността на силициевия диоксид може да бъде определен, заедно с електростатичните сили, също чрез някои допълнителни донорно-акцепторни взаимодействия. Като се имат предвид от тази гледна точка причините за различната абсорбируемост на йони върху повърхността на силициев диоксид, трябва да се очаква, че при равни други условия йоните с връзкатаMe' n+ -'-O-Si ≡ в повърхностните групи с частично ковалентен характер ще покажат най-голям афинитет. Трябва да се отбележи, че катионните форми на силициев диоксид се получават чрез обработка с разтворисъответните хидроксиди се използват доста често, тъй като те показват висок сорбционен капацитет и селективност в сравнение със силициевите диоксиди в Н-формата.
На силициев диоксид се отделят елементи, сходни по химични свойства, като цирконий и хафний. Поради големия радиус и по-ниския йонен потенциал на хафния, неговата комплексообразуваща способност е по-слабо изразена. Това допринася за факта, че хафният се сорбира от 10 М НС1 във вице-неутрални комплекси, докато цирконият е предимно под формата на анионни комплекси и неговата сорбция протича в много по-малка степен.
Високата радиационна устойчивост на силициевия диоксид позволява да се използва дълго време при тежки условия на радиация за извличане и концентриране на радиоактивни елементи от отпадъците на радиохимичните промишлености, разделяне и производство на чисти нуклиди, например Zr и 9 i Nb, както и за производството на отделни форми в различни степени на окисление, например Pa (IV) и Pa (V), Pu (IV)
Силицият се използва за абсорбиране на органични примеси от въздуха;
те доста активно сорбират полярни молекули от водни разтвори.
Силиците с химически присадени молекули на органични съединения (CMC) се използват широко в аналитичната химия и биохимията. Нека посочим някои предимства на CMC: висока скорост на установяване на сорбционно равновесие (поради твърдостта на рамката и малката дебелина на присадения слой), механична якост и ненабъбване на частиците (това прави възможно значително намаляване на времето за вземане на проби); лекота и пълнота на десорбция на сорбирани компоненти от малки обеми разтворители.
Силиците с присадени алкилови групи са изследвани най-подробно и намират широко приложение в практиката. Какви алкилови групи са фиксиранина повърхността на силициев диоксид? Силиците с дълги алкилови вериги, обикновено С8 и С12, са най-приложими. Напоследък популярността на силициев диоксид с присадени по-къси €4 и C3 алкилови групи нараства, особено при силициев диоксид с широки пори, използван за анализ на биологично важни макромолекулни съединения. Силиците с присадени арилови групи се използват по-рядко, въпреки че често имат по-висока селективност от силициевите диоксиди с алкилови групи.
Механизмът на сорбция върху силициев диоксид с присадени алкилови групи е сложен; известни са три вида взаимодействие: адсорбция на сорбирани молекули върху външната повърхност на присадения слой, абсорбция на молекули от присадения слой и взаимодействие на сорбирани молекули с остатъчни силанолни групи на повърхността.
Взаимодействието на йони с повърхността на CMC, съдържаща йоногенни и комплексообразуващи групи, се осъществява главно по механизма на йонообмен и комплексообразуване.
Сферите на приложение на CMC са разнообразни. Още през 1971 г. силициев диоксид с присадени октадецилови групи е използван за извличане на органични изпарения от въздуха. CMC се използва за пречистване на въздуха от промишлени органични замърсители, концентриране на микропримеси от органични вещества с цел последващ анализ на замърсяването на въздуха.
Силиците с присадени алкилови групи се използват за концентриране на органични съединения от морска и прясна вода. Ненамокряемостта на силициев диоксид с присадени алкилови групи и следователно тяхната плаваемост определя използването на такива сорбенти за диференцирано вземане на проби от повърхностния филм на водни тела. По този начин, с помощта на хексадецилтрихлоросилан, модифициран силохром С-80, съставът на филмитепетролни продукти в Японско море. Проведените експерименти показват, че CMA с присадени алкилови групи може успешно да се използва за концентриране на филми от органични вещества от морската повърхност и работата с CMA е много по-малко трудоемка от метода на екстракция.
Силицият с присадени алкилови групи се оказа много ефективен за извличане на различни класове биологично активни вещества от кръвен серум и плазма, урина, жлъчка и екстракти от различни органи. Те се използват и за концентрация на стероиди, пептиди, някои витамини, нуклеотиди, простагландини, захари, редица метаболити и лекарства.
За извличане на метални йони от разтвори се използва главно CMA с комплексообразуващи групи. Ефективни са сорбенти с присадени групи на иминодиоцетна, етилендиаминотриоцетна и хидроксамова киселина, както и сорбенти с присадени моно- и полиаминови групи и такива органични реагенти като неокупроин, 1,10-фенантролин, диетилдитиокарбамат, формазани и др.. Платинови метали Pa (II), Pt (IV), Ru (IV), Im (III) и злато се адсорбират с висока ефективност от разредени разтвори на солна киселина с помощта на CMC, съдържащи моно- и полиаминови групи.
Силиците с присадени комплексообразуващи групи се използват за извличане на метални йони от морска вода. Например, селективна екстракция на уран от морска вода и групова екстракция на Cu (P), Zn (P), Ni (II) и Co (P) бяха извършени с помощта на етилендиамин и иминодиацетатни сорбенти.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: