ИССЛЕДОВАНИЕ КИСЛОТНО-ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ИОНИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИАМИНОВ И ГЛИЦИДИЛОВОГО АНИЛИНА
,
КазУТБ, Астана
Т?йін
Глицидилді анилин мен полиаминдер негізінде алын?ан аниониттерді? ?ыш?ылды?-негіздік ?асиеттері зерттелінген.
Summary
In this work the acid-base properties of ion exchangers on the basis of polyamines and glycidyl aniline were studied
Сорбционные свойства ионообменников определяются концентрацией функциональных групп в единице массы полимера [1]. Концентрацию функциональных групп (СОЕ, мг-экв/г) анионитов на основе полиаминов (ПЭПА, ПЭИ) и глицидилового анилина (ГА) определяли химическим методом и методом потенциометрического титрования.
Кривые потенциометрического титрования строили в координатах
рН - ; рН - количество титранта (в мг-экв на 1 г ионита) (рисунок 1). Скачок на кривые титрования соответствует концентрации функциональных групп в ионите. Более точно положение скачка на кривой потенциометрического титрования определяется на дифференциальной кривой потенциометрического титрования, построенной в координатах ?рН - количество рабочего раствора в мг-экв на 1 г ионита, где ?рН - изменение рН в результате добавления определенного количества (мг-экв) рабочего раствора [2]. По положению максимума на кривые титрования определяли точку эквивалентности (рисунок 1).
Рисунок 1. Интегральные(1) и дифференциальные (2) кривые потенциометрического титрования анионитов на основе ГА-ПЭПА
Наличием вторичных и третичных аминогрупп обусловлена полифункциональность анионитов. При титровании анионитов в первую очередь нейтрализуются сильноосновные четвертичные аминогруппы. Остальные аминогруппы имеют близкие значения констант диссоциации и потенциометрический титруются одновременно. Поэтому на кривой потенциометрического титрования полифункциональных анионообменников, содержащих различные комбинации первичных, вторичных и третичных аминогрупп, фиксируется только один перегиб (рисунок 1), следовательно, потенциометрический можно определить только общую концентрацию функциональных групп, а не содержание отдельных типов их.
Для установления средней константы кислотно-основной диссоциации слабоосновных групп анионита использовали графический способ решения уравнения Гендерсона-Гассельбаха[3].
рН = рК? + mlg
где рН - рН равновесного раствора; рКа - обратный логарифм константы кислотно-основной диссоциациифункциональных групп полимера;m - эмпирический коэффициент, учитывающий межзвеньевое взаимодействие полимерной цепи.
На рисунке 2 представлены типичнее прямые графического решения
уравнения Гендерсона-Гассельбаха
рН - lg
Рисунок 2. Зависимость рН равновесного раствора от lg
для анионитов ГА-ПЭИ (2), ГА-ПЭПА (1)
По тангенсу угла наклона прямой определяли коэффициент m, а по отрезку, отсекаемому на оси ординат, находили искомую величину рКа (таблица 1).
? - Степень протонирования функциональных групп - полиэлектролита, определяли по формуле:
? = 
где Га - обменная способность анионита по определенному иону, т. е. количество ионов, сорбированных единицей массы ионита в равновесных условиях. Га (мг-экв/г) вычисляли по формуле:
Га =
где V - объем кислоты, пошедшей на титрование при данном рН (мл); N - нормальность раствора (0,1 н раствор НNОз); Р - навеска ионообменника в пересчете на сухое вещество (г).
Анализ данных таблицы1 показывает, что иониты на основе глицидиловогоанилина (ГА)и полиаминов (ПЭПА, ПЭИ) являются типичным полиэлектролитам слабоосновного характера (для ГА - ПЭПАрК? = 7,8:m =2,2; и рК? = 7,9;m =2,0 для ГА-ПЭИ)
Таблица 1- Физико-химические характеристики анионитов
Аниониты на основе | СОЕ (из потенциометрии), мг-экв/г | Удельный объем, мл/г | рКа | m |
ГА-ПЭИ | 8 | 3,6 | 7,9 | 2,0 |
ГА-ПЭПА | 8 | 3,5 | 7,8 | 2,2 |
Таким образом, проведенные исследования подтверждают полифункциональность ионитов на основе глицидиловых производных ароматических соединений и полиаминов, обусловленную наличием вторичных и третичных аминогрупп.
Литература
1. , Копылова- Комплексообразующие иониты (комплекситы). - М.: Химия, 1980. - 336 с.
2. и др. – В кн.: Исследование свойств ионообменных материалов. М., Наука,1984, - 208 с.
3. , , Определение констант ионизации полимерных хелатообразующих сорбентов методом потенциометрического титрования // Изв. вузов. Химия и хим. технология. - 2000. - Т. 43, № 1. - С. 63-67.
