Катионообменники

Катионообменники для ионной хроматографии (табл. 3.2) представляют собой сорбенты поверхностно-пористого типа. Как и анионообменники, их получают на основе полимерной матри­цы или силикагеля.

Таблица 3.2. Катионообменники для ионной хроматографии

Название	Основа	Обменная емкость, мэкв/г	Размер частиц, мкм
Biotronik BT IV KA	стирол-дивинилбензол	0,016	10
Dionex Cation	то же	0,03	25
Waters IC-PAK Сation	”	0,1	10
Weskan Cation	”	0,05	10
TSK-Gel IC Cation	Поливинил	0,013	10
Nukleosil SA-10	Силикагель	1,0	10
Partisil 10 SCX	то же	0,01	10
Zipax SCX	”	0,005	15

Катионообменники на основе полимерной матрицы готовят обработкой полимерных частиц концентрированной серной кисло­той. В результате на поверхности частиц образуется тонкий слой сульфогрупп. Обменная емкость катионообменника связана с толщиной этого слоя и зависит от типа смолы, диаметра, частиц, температуры и времени нагревания с серной кислотой.

Длина диффузионного пути в поверхностно-пористом катионообменнике низкой емкости меньше, чем в обычной катионообменной смоле, поскольку инертное гидрофобное ядро сорбента ограни­чивает доступ катионов в его объем. Это приводит к ускорению массообмена катионов и, следовательно, к повышению эффектив­ности разделения. Кроме того, благодаря жесткости ядра части­цы сорбента подвергаются меньшему сжатию. Поэтому с такими катионобменниками можно работать при больших давлени­ях, а соответственно и скоростях потока, чем с обычными смо­лами. Катионообменники низкой емкости на основе полимерной матрицы устойчивы при рН 1—14 и практически не набухают.

Катионообменники на основе силикагеля получают сульфиро­ванием в (мягких условиях) поверхностно-пористых силикагелей. Эти сорбенты обладают всеми достоинствами, свойственными катионообменникам на основе полимерной матрицы. Однако они устойчивы только при рН 2—8, что ограничивает область их применения.

Комплексообразующше сорбенты

Селективность разделения ионов многих металлов на катионообменниках невысока вследствие малого различия их коэф­фициентов распределения. Этот недостаток можно устранить вве­дением в сорбент подходящих комплексообразующих групп. В этом случае селективность определяется не различием констант ионного обмена, как для катионообменников, а различной проч­ностью связи определяемых ионов с комплексообразующими группами. Наиболее широко комплексообразующие сорбенты ис­пользуют для разделения ионов переходных и тяжелых металлов. Используемые в ионной хроматографии хелатообразующие сор­бенты указаны в табл. 3.3.

Разделение на комплексообразующих сорбентах может осу­ществляться и по ионообменному механизму. Таким образом, раз­деляются анионные хлоридные комплексы платиновых металлов на сорбентах с амидными или дитизоновыми функциональными группами, которые благодаря наличию протонированного азота обладают анионообменными свойствами.

На сорбентах с привитыми краун-эфирами катионы щелоч­ных металлов разделяются по механизму комплексообразования. А поскольку комплексы щелочных металлов с краун-эфирами заряжены положительно, то сорбент может разделить неоргани­ческие анионы по ионообменному механизму.

Таблица 3.3. Комплексообразующие сорбенты для ионной хроматографии

Хелатообразующие группы	Основы	Разделяемые ионы
Иминодиуксусная кислота	стирол-дивинилбензол	Cu(II), U(VI), Th(IV), Zr(IV)
Тиогликолевая кислота	то же	Au(III), Ag(I), Hg(II), Bi(III), Cd(II), Cu(II
Амиды	”	Au(III), платировые металлы
Дитизон и дигидротизон	”	Bi(III), Cd(II), Sb(III), Sn(II), Zn(II), Cr(VI), Ft(III), Pb(II), Cu(II), Au(III), Ag(I), платиновые металлы
8-Оксихинолоин	Силикагель	Mn(II), Cd(II), Zn(II), Co(II), Pt(II), Ni(II)
Краун-эфиры	то же	Катионы щелочных металлов, неорганические анионы
4-(Пиридил-2-азо) резорцин	Целлюлоза	Fe(III), Cu(II), U(VI)
Бис (сацилальдегидро)-этилендиамин	то же	Fe(III), Cu(II)