Способ изготовления и применения слоистых адсорбентов
№,92 156
Класс 42l, З„з
СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
С. А. Напольскнй
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ СЛОИСТЫХ
АДСОРБЕНТОВ
Заявлено 19 мая 1950 г, за ¹ 418138 в Гостехн((ку СССР
Одним из факторов, тормозящих в настоящее время широкое применение хроматографического анализа, является отсутствие разнообразных, легко доступных, дешевых адсорбентов, обладающих постоянными и гарантированными качествами.
Про;(лагаемый способ изготовления и применения слоистых адсорбентов позволяет применять для качественного и количественного (хроM (TGãð Iô((÷cñêoão) анализа в качестве адсорбента вместо «стандартизозапной по Брокману» окиси алюминия, разнородные слоистые адсорбенты, в состав которых послойно входят: гашеная известь, окись магния. фосфат кальция и др. Этим путем можно легко, качественно и кол(ниc;-,l("1:.10 спреl(.ë((òü и разделять соли таких элементов, как треха ь(е(..!(се: велозо и U((ъ(, ъ(еJh, никель, кобальт и марганец при сова: c(;ê;:I:I;l утс;вип и л:обом пх соотношении в растворах.
-,л((ч(:те-;(ыгая осоосш(ость описываемого способа заключается в том, что для возможного повышения точности и расширения использования хроматографического метода, адсорбционную колонну заполняют послойно адсорбентами КЛИО, СаО, MgO, Саз(РО ) и др. Слой адсорбентов- располагают в различных комбинациях.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.
Слоистые адсорбенты разделяют на два типа: тип разнороднослоистых и тип однороднослоистых. В трубке с разнороднокрупнослоистым адсорбентом помещаются различные адсорбенты, отделенные друг от друга практически не адсорбционными веществами. В разнороднокрупнослоистом адсорбенте количество слоев должно быть равно количеству разновидностей адсороентов. Возможно построение сЛоистого адсорбента разнородномелкослоистое, lip(: которо.;. слой каждого адсорбента состоит из нескольких тонких слоев„ отделенных друг от друга практически не адсорбивую(цим веществом. В мелкослоистом адсорбенте общее число слоев больше числа разновидностей адсорбентов. Мелкослоистый адсорбент может иметь одну или несколько разновидно¹ 92156 стей адсо1)бентол а также flpH IIPoêÎ lüåHK ад орбентах каждый из них
i31oiI
Принцип подбора слоев в адсорбенте
Подбор слоев в адсорбенте основан на двух принципах: на принципе неравномерного разделения ионов на разных адсорбентах и на принципе изменения рН колонки.
1. Подбор слоев по гринципу неравномерного разделения ионов на адсорбенте осуществляют следующим образом, В качестве примера может быть взято разделение смеси растворов хлорного железа, сернокислой меди и сернокислого кобальта. Из различных адсорбентов, например MgO, Ca(OH), ZHO, Саз(Р04) 2, СаНРО и др. окись цинка и гидрат окиси кальция лучше остальных из указанных удерживают железо. Поэтому тонкий слой гидроокиси кальция помешают вверху колонки. Толщину слоя адсорбента определяют из соответствующего графика разделения ионов на разных адсорбентах в данIloM случае берут Hp менее и не более 2 мя, так как зона свыше 2 л4л до 19 яч является зоной удержания меди. При пропускании раствора через такой толщины слой гидрата окиси кальция адсорбент будет удерживать только железо и свободно пропускать медь и кобальт. Раствор, очищенный от железа, можно пропустить через другой адсорбент, наиболее сильно удерживающий следующий для разделения элемент, которым в приведенном примере является медь.
Из указанных адсорбентов медь сильнее всего удерживается на окиси магния и фосфорнокислом кальции. Помещая один из этих адсорбентов вторым слоем в колонку, получают возможность отделить медь от кобальта. При этом толщина слоя каждого адсорбента применяется и соответствии с количеством и концентрацией пропускаемого раствора, так как каждый адсорбент имеет определенную емкость адсорбируемых веществ.
2. Подбор слоев по принципу измерения рН в колонне производят следующим образом.
Известно, что насыщенный определенный раствор окислов, оснований, солей и кислот имеет определенное значение рН. В адсорбционной колонке значение величины рН различно н образование той или другой полосы (окраски) связано с величиной рН данной части колонки. Таким обр 130M, слоистый адсорбент можно изготовить путем заполнения колонки разными адсорбентами при изменении рН подбором соответствующих малорастворимых оснований, солей и кислот, поставив в «ряд» Ilo величине рН их насьпценных растворов.
Изготовленный таким образом слоистый адсорбент имеет большой диапазон значений рН и имеет лучшую избирательную способность.
Применение однороднослоистого адсорбента
Улавливание меди из растворов
В трубке адсорбент (фосфорнокислый кальций) разделяют ватой на две одинаковые полосы длиной по 2 см и наливают в трубку
0,5Н растворов медного купороса. Распространение окраски на слое адсорбента происходит на расстоянии 2 см толщины тонкого слоя..По достижении раствором нижнего среза тонкого слоя распространение ок¹ 92)56 раски прекраЩается, 3 83т3 и ДруГHе слои смачиваются 3 же бесцветной жидкое-.ью. В слоистом адсорбенте медь концентрируется в тонком слое и не распространяется по всему столбику адсорбента, Медь из колонки легко вымывается аммиаком, после чего колонка вновь используется для поглощения меди.
Очистка растворов сернокислого кобальта от сернокислой меди
Через слоистый адсороент фосфорнокислого кальция пропускают смесь 0,5Н растворов сернокислого кобальта и сернокислои меди.
Слои адсорбента сверху последовательно окрашиваются в глубокий голубой цвет. Из трубки вытекает чистый розовый раствор сернокислого кобальта без следов меди.
Очистка раствора сернокислого никеля от сернокислой меди
Очистку проводят аналогично предыдущему примеру. При этом из рубки HblTQK3P1 прозрачный р3сТВор нежно-зеленого цвета.
Очистка растворов от железа
В качестве адсорбента используют ги I,p31 окиси кальция. которым тремя гонкими слоями заполняют часть стеклянной трубки. Раствор сернокислого кобальта (технического) пропускают через трубку. при этом H верхнем слое адсорбента удерживается железо H виде слоя с желто-оранжевой окраской, 3 вытекающий из трубки розовый раствор не дает реакции на железо.
Анализ растворов
Слоистый адсорбент может быть использован для качественного и количественного анализа. Основой для el.o проведения служит наблю.даемая последовательность окраски слоев и определения емкости от дельного слоя адсорбента. Количество окрашенных слоев показывает количество адсорбированногo вещества, содержащего-.я в пропущенном через трубку известном количестве раствора.
Применение разнороднослоистого адсорбента
Открытие и разделение Fe ", Со " и %"
Ь стеклянную трубку насыпают слои ад=орбентов: гидрата окиси кальция, окиси магния и фосфорнокислого кальция, разделенные слоями ваты. При пропускании через трубку бесцветной смеси 0,5Н растворов сернокислого кооальта и сернокислого никеля с примесью солей железа слой гидрата окиси кальция окрашивается в желто-оранжевый цвет, слой окиси магния — яркозеленый, а слой фосфориокислого кальция — в розовый.
OlHðûTHå двухвалентного марганца в присутствии
Сг ",Fe ", CII", Со ", Ni"
Стеклянную трубку длиной 80 сН и с внутренним диаметром с.я заполняют адсорбентом. B нижнюю часть труоки помещают: слой окиси кальция толщиной 0,5 си, слой окиси магния — 1 с,Н; слой фосфорнокислого кальция — см. В трубку наливают раствор, приготовленный № 92156 сливанием равных количеств полунормальных растворов солей сернокислых Fe", Сг ", % ", Со", Cu" хлорного железа и хлористого магния. При очень медленном истечении жидкости через 8 — 12 час. на адсорбенте образуются ясно очерченные полосы. Образующаяся хроматограмма показывает наличие в растворе ионов, дающих окраску: желто-коричневую от железа и хрома, голубую от меди, розово-красную от кобальта, зеленую от никеля и коричневую от марганца, При этом ионы хрома и железа труднее остальных отделяются друг от друга, так как они на окиси кальция занимают очень близкие места.
Осадочный слоистый адсорбент
Готовят растворы КОН различной концентрации и пропитываюткусочки ваты каждым из полученных растворов. Стеклянную трубку набивают кусочками ваты, приготовленной указанным путем. Слои ваты располагают в порядке последовательного увеличения концентрации пропитавших их растворов. Полученный таким образом слоистый адсорбент имеет в каждом слое разное количество осадка КОН. Затем через слои адсорбента пропускают смесь равных количеств 0,5Н растворов сернокислых солей кобальта, меди и хлорного железа. По мере протекания раствора образуется желтая полоса — железа, голубая полоса †ме и розовая полоса †кобаль.
Возможно изготовление и других разновидностей, осадочных адсорбентов путем пропитывания наполнителя трубки различными растворами или порошками. Например: вата, пересыпанная окисью кальция, хорошо удерживает из растворов двухвалентное железо в виде желтооранжевого слоя; вата предварительно смоченная раствором иодистого калия, дает при пропускании раствора уксусносвинцовой соли блестящее желтое кольцо иодистого свинца.
Предмет, изобретения
Кощнтет но делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР
Редактор А. Ф. Медведева
Гр. 173
Подп, к печ. 17/II 1960 г.
Тираж 250. Цена 50 коп.
Информационно-издательский отдел.
Объем 0,34 и. л. Заказ 2039
Гор, Алатырь, типография ¹ 2 Министерства культуры Чувашской АССР.
1. Способ изготовления и применения слоистых адсорбентов для: хроматографического анализа элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения использования хроматографического метода, адсорбционную колонну заполняют послойно адсорбентами КА10, САО, MgO„Ca (PO ) 2 и др. . 2. Прием выполнения способа по п. 1, отл ич а ю щи йся тем, что слой адсорбентов располагают в различных комбинациях.
