Книга представляет интерес не только для химиков-аналитиков, но может служить в качестве хорошего справочника для специалистов, работающих в других областях химии: радиохимии, биохимии и пр.
Предисловие
Обмен ионов, обнаруженный в почвах в 1862 г., вначале казался совершенно необычным, научно непознаваемым явлением. Однако за 125 лет, прошедших с момента этогЪ открытия, он прочно занял свое место в ряду физико-химических сорбционных процессов. Создание теории ионообменных процессов, исследование и синтез разнообразных минеральных и Органических, природных и синтетических сорбентов, разработка современной аппаратуры и приборов — все это, дополняя друг друга, определило применение ионообменных процессов в научных и технологических целях.
Во многих работах ионообменные процессы были предложены в качестве способа решения химико-аналитических задач. В самом общем виде в ге-терофазной системе «ионообменный сорбент — раствор» можно осуществить абсолютное и относительное концентрирование определяемого компонента. Конечно, эти процессы в ходе аналитического определения являются вспомогательными, но во многих случаях они необходимы, иначе их применение было бы неоправданным на фоне интенсивно развиваемых разнообразных прямых химических, физико-химических и физических методов современной аналитической химии. При недостаточном пределе обнаружения существующих или доступных в конкретной ситуации методов анализа прибегают к абсолютному концентрированию, например, путем упаривания, экстракции, осаждения. В ионообменном методе абсолютное концентрирование проводят поглощением определяемого элемента ионообменным сорбентом и регенерацией последнего малым объемом специально подобранного реагента (элюента). При недостаточной селективности существующих или доступных методов анализа прибегают к относительному концентрированию — отделению определяемого элемента от мешающих примесей. При ионообменном отделении мешающих элементов, далеких по ионообменным свойствам от определяемого компонента, относительное концентрирование выполняют простым пропусканием анализируемого раствора через слой (колонку) ионита в так называемых «динамических» проточных условиях (например, поглощение щелочноземельных металлов ка-тионитом при титриметрическом определении сульфатов). Наконец, при отделении мешающих элементов, близких по свойствам к определяемому элементу (например, смеси щелочных, щелочноземельных, редкоземельных элементов, галогенов и пр.), относительное концентрирование осуществляют методом ионообменной хроматографии, т. е. методом разделения сме-
сей в колонке ионита, основанным на различии скоростей перемещения определяемого и мешающих компонентов по слою сорбента.
Аналитическому применению ионообменных процессов посвящено огромное число оригинальных работ и много специальных монографий. По существу, эти же вопросы рассмотрены и в книге М. Мархола. Однако своеобразие и достоинства книги вполне очевидны хотя бы из краткого рассмотрения ее основного содержания.
Несомненным достоинством книги М. Мархола является всестороннее освещение вопроса применения ионообменников в аналитической химии. В ней дается общее представление о синтетических органических (иониты) и различных неорганических (оксиды и гидроксиды, гетерополикислоты, фос-форомолибдаты и пр.) ионообменных сорбентах, подробно описаны основные свойства ионообменных сорбентов и методики их определения, а также кратко изложены вопросы теории: ионообменное равновесие и теория тарелок. Основное внимание автор уделяет изложению хроматографиче-ских методов разделения ионов по группам (подгруппам) периодической таблицы Д. И. Менделеева, включая редкоземельные и трансурановые элементы (материал этого раздела занимает почти половину книги). Кратко описано применение ионитов для определения общего солесодержания растворов и удаления мешающих ионов. Специальная глава посвящена технике выполнения ионообменных опытов.
Отличительная особенность монографии М. Мархола — высокая информативность. Наряду с описанием различных методик в ней приведен огромный материал справочного характера — таблицы характеристических свойств ионообменных материалов. Так, например, для 553 сильно- и слабокислотных катионитов, высоко- и низкоосновных анионитов, производимых 50 изготовителями в различных странах, в таблицах приведены сведения о способе получения матрицы ионита, функциональных группах, форме и размере зерен, числе поперечных связей, насыпной плотности, полной об- -менной емкости, термической устойчивости.
К достоинствам книги М. Мархола относится также и то, что она имеет характер руководства, облегчающего работу экспериментатора при проведении ионообменных процессов. Например, при описании ионообменных сорбентов формулируются рекомендации по их выбору для успешного решения конкретных аналитических задач, обосновывается выбор типа ионита (катионит или анионит), степени его сшитости и зернения, приводится перечень основных свойств ионитов различных типов. Здесь очень полезна таблица, в которой сравниваются свойства однотипных ионитов, производимых в различных странах или различными крупными фирмами, что облегчает пользование опубликованными в литературе методиками. В книге подробно изложена техника собственно хроматографических экспериментов: выбор и наполнение колонок, вспомогательные устройства (напорные емкости, коллекторы фракций) и методы непрерывного анализа хроматографических фильтратов (полярография, спектрофотометрия, радиометрия). В основной (пятой) главе книги, посвященной хроматографическому групповому разделению элементов, большое число методик описано на-
столько подробно, что их можно воспроизвести, не прибегая к изучению оригинальных статей.
Конечно, как и всякая монография, книга М. Мархола не лишена некоторых недостатков. В этой связи представляется необходимым отметить два момента, которые надо иметь в виду при ее чтении.
Во-первых, при всестороннем, комплексном освещении вопроса применения ионного обмена в аналитической химии материал в книге излагается несколько фрагментарно. Так, полезные сведения по теории ионного обмена не используются при выборе условий проведения опытов и в лучшем случае выполняют чисто эвристическую, познавательную функцию. Равным образом выбор конкретной методики не базируется на свойствах ионообменных сорбентов, описанных в тексте и приведенных в справочном разделе. Не аргументируется и выбор технических средств эксперимента: формы колонки, метода наблюдения за ходом процесса. Было бы неправильным требовать от автора целостного изложения всего огромного аналитического материала, но наличие хотя бы отдельных примеров такого подхода было бы весьма желательным.
Во-вторых, в книге недостаточно отражены современные достижения в области аналитического применения ионообменных процессов. Формально это выражается в том, что в библиографии цитируется мало работ, появившихся в печати за последние годы (число работ, опубликованных с 1978 г., не превышает 15% от общего числа). Это приводит к ряду заметных пробелов. Так, явно недостаточное внимание уделено селективным (хе-латообразуюшим) сорбентам, столь интенсивно и успешно разрабатываемым и используемым в настоящее время в аналитических и даже технологических целях. Практически не упоминаются волокнистые ионообменные сорбенты, весьма эффективные в анализе разнообразных неорганических объектов. Наконец, отсутствует описание и даже упоминание о сравнительно новом методе — ионной хроматографии, являющейся самым современным и высокоэффективным методом ионообменного анализа смесей близких по свойствам компонентов, который очень быстро развивается и имеет, несомненно, большое будущее.
С учетом всего сказанного при подготовке русского издания этот недостаток в некоторой степени компенсирован дополнением библиографии ссылками на более поздние работы, в которых подробно освещены указанные проблемы.
Несмотря на сделанные выше замечания, книга М. Мархола заслуживает в целом высокой положительной оценки, и ее с интересом и большой пользой прочтут специалисты, начинающие заниматься ионным обменом, инженерно-технические работники, перед которыми стоят сложные химико-аналитические задачи, студенты и аспиранты химического и химико-технологического профиля. Книга поможет им ознакомиться с теорией и практикой интересной и перспективной области ионообменных процессов и послужит импульсом для более детального изучения оригинальной литературы последних лет.
М. Сенявин
В серии Comprehensive Analytical Chemistry публикуются работы, дающие всеобъемлющую информацию по изучаемой проблеме. В тех случаях, когда это невозможно, приведенный материал должен служить основой для последующих аналитических исследований.
Серия стремится к возможно более широкому охвату аналитических тем при детальном рассмотрении материала. Методы необходимо излагать настолько подробно, чтобы ими могли воспользоваться не только профессиональные аналитики, но и специалисты смежных областей. Если детальное изложение материала невозможно, указывается полная ссылка на соответствующую литературу.
Настоящий том посвящен только одной теме — аналитическому применению ионообменников. В т. II В Comprehensive Analytical Chemistry уже было дано краткое изложение этой проблемы. Но этот том появился 12 лет назад, и сейчас назрела острая необходимость в публикации нового более подробного обзора. Д-р Мархол любезно согласился адаптировать текст своей удачной чешской книги к нуждам серии, избегая по возможности перекрывания с материалом т. II В и акцентируя внимание на развитии науки об ионообменниках в последнее десятилетие.
Заслуживает благодарности вклад м-ра С. Джордана (Королевский университет, Белфаст) и д-ра С. Грэхема (Университет Бирмингема, Англия) в подготовку настоящего тома.
Г. Свехла
Предисловие автора
Ионообменники играют важную роль в современной аналитической химии. Они находят применение при разделении смесей ионов, концентрировании микроэлементов из чрезвычайно разбавленных растворов, в процессах получения и очистки растворов, реактивов, воды и во многих других случаях.
Из большого числа ионообменников в монографии отдано предпочтение обменникам на основе синтетических органических высокомолекулярных полимеров. Другим типам обменников, в частности производным целлюлозы, жидким ионообменникам, ионообменным бумагам и неорганическим ионообменникам, уделено относительно немного внимания.
Монография посвящена ионообменникам, применяемым в аналитической химии неорганических систем. Ввиду ограниченного объема в книге не нашло отражения использование ионообменников в органическом и биохимическом анализе.
Существует некоторая связь отдельных разделов книги с главой «Ионный обмен» Ф. Севилле, опубликованной в т. II В Comprehensive Analytical Chemistry.
Монография состоит из трех частей (8 глав и 2 приложения). В первой части изложены общие понятия и основные характеристики ионообменников и ионообменных процессов. В нее включены также теоретические разделы, связанные с использованием ионообменников в аналитической химии, в частности для разделения смесей ионов.
Во второй части рассмотрены физические и физико-химические свойства ионообменников и методы их определения. Много внимания уделено лабораторному оборудованию и аппаратуре, применяемой при работе с ионооб-менниками. В самой большой главе этой части описано практическое применение ионообменников, приведены лабораторные методики.
Последняя часть книги представлена в форме таблиц и рисунков. В этих разделах приведены характеристики ионообменных материалов, выпускаемых различными фирмами, и большое количество данных по равновесным величинам коэффициентов распределения ионов в ряде систем. Наличие таких данных обусловливает возможность выбора соответствующего обменника, системы и лабораторной методики для решения конкретной аналитической задачи.
Цена: 150руб.
