ИСТИНА

Воду при повышенном давлении с температурой выше температуры кипения при нормальном давлении и ниже критической температуры успешно и широко используют в экстракции и хроматографии, а также при проведении ряда химических процессов. Использование перегретой воды обусловлено тем, что при повышении температуры ее диэлектрическая проницаемость значительно снижается, так что при температурах выше 373 К свойства воды приближаются к свойствам некоторых органических жидкостей или водно-органических растворов. Поэтому в хроматографии при использовании перегретой воды можно добиваться тех же эффектов, что при использовании органических жидкостей в качестве элюирующих растворов. В ионном обмене в основном работают при комнатных температурах, а в двухтемпературных ионообменных процессах разделения до сих пор использование температур выше 373 К не обсуждалось. В настоящей работе исследована возможность использования перегретых растворов при ионообменных разделениях. Обнаружено, что обмен двухзарядных ионов (кальция, магния, стронция, никеля) на ион натрия на полиметакриловых и полиакриловых катионитах возрастание селективности при повышении температуры сопровождается очень сильным линейным ростом дифференциальной энтальпии ионного обмена. Это может играть существенную роль в процессах безреагентного двухтемпературного разделения и очистки электролитов. Примером такого процесса может служить двухтемпературная очистка концентрированного раствора хлорида натрия от двухзарядных ионов на полиметакриловом катионите. В этом процессе через колонну с ионитом непрерывно пропускается раствор и периодически в определенные моменты изменяется температура. При повышении температуры концентрация двухзарядных ионов в растворе понижается за счет увеличения селективности ионита, а при последующем охлаждении колонны селективность ионита снижается, избыточно сорбированные ионитом двухзарядные ионы вновь переходят в раствор и в результате ионит регенерируется. Оказалось, что обнаруженное увеличение эндотермичности реакции ионного обмена с температурой вносит очень существенный вклад в возрастание селективности ионита к двухзарядному иону и глубину очистки в процессах ионообменного разделения. Наиболее значительно это влияние в области перегретых растворов. Так при использовании верхней температурной границы не выше 373 К глубина однократной безреагентной двухтемпературной очистки не превышает 10 раз, в то время как повышение верхней температурной границы всего на 40 – 50 градусов приводит к многократному повышению глубины очистки. ЛИТЕРАТУРА 1. V.A. Ivanov, E.A. Karpyuk, O.T. Gavlina, S.I. Kargov. Superheated solutions in dual-temperature ion exchange separations. // Reactive and Functional Polymers. 2018. Vol. 122, No. 1. P. 107–115. 2. В. А. Иванов, Е. А. Карпюк, О. Т. Гавлина, С. И. Каргов. Роль температурной зависимости энтальпии ионного обмена в прогнозировании поведения ионообменной системы. // Журнал физической химии. 2019. Т. 93, № 10. С. 1522–1528.