Ionli adsorbsiyaning xususiyatlari. Ion almashinuvi - Химия - Курсовые работы

Информация о документе

Цена	15000UZS
Размер	622.0KB
Покупки	0
Дата загрузки	06 Июнь 2024
Расширение	docx
Раздел	Курсовые работы
Предмет	Химия

Ionli adsorbsiyaning xususiyatlari. Ion almashinuvi

Купить

O`zbekiston Respublikasi
Oliy ta`lim, fan va innovatsiya vazirligi
Andijon davlat universiteti
Tabiiy fanlar fakulteti Kimyo ta`lim yo`nalishi
__- bosqich ___ guruh talabasi
____________________________ ning
Kolloid kimyo fanidan
KURS ISHI
Mavzu: Ionli adsorbsiyaning xususiyatlari. Ion almashinuvi

Kurs ishi rahbari: ___________________

Andijon – 2024

Reja
Kirish.................................................................................................................... 3-5
I bob. Ionli adsorbsiya haqida ma’lumotlar.................................................... 6-
15
1.1 Asrorbentlar va ularning xarakteristikasi............................................................
6
1.2 Ionli adsorbsiya va Dyuklo-Trauble qoidasi.......................................................
8
1.3 Ionli adsorbsiyaga ta’sir etuvchi omillar...........................................................
10
1.4 Ion almashinish va tanlangan adsorbsiyani biologik va tibbiy ahamiyati........ 14
II bob. Ion almashinuvi tamoyillari................................................................ 16-
27
2.1 Ion almashinuvi nazariyasi………………………………………………..…..
17
2.2 Ion almashinadigan smolalar va ularning tasnifi………………………….…..
19
2.3 Kation almashinish xromatografiyasi…………………………………………
21
2.4 Anion almashinish xromatografiyasi………………………………………….
23
Xulosa……………………………………………………………………….……
28
Foydalanilgan adabiyotlar……………………………………………….……. 29
2

Kirish
Gaz aralashmalari gaz yoki bug‘larni yoki eritmalarda erigan moddalarni
qattiq, g‘ovaksimon jism yordamida yutish jarayoni adsorbsiya deb nomlanadi.
Yutilayotgan modda adsorbtiv , yutuvchi modda esa adsorbent deb ataladi
Ma’lumki, fizik absorbsiya ko‘ р incha qaytar jarayon bo‘lgani sababli,
suyuqlikka yutilgan gazni ajratib olish imkoni bo‘ladi. Bunday jarayon desorbsiya
deb nomlanadi. Absorbsiya va desorbsiya jarayonlarini uzluksiz ravishda tashkil
etish yutilgan gazni sof holda ajratib olish va absorbentni ko‘p marta qayta
ishlatish imkonini beradi. Absorbsiya jarayoni sanoat korxonalarida uglevodorodli
gazlarni ajratish, sulfat, azot, xlorid kislotalar va ammiakli suvlarni olishda, gaz
aralashmalaridan qimmatbaho komponentlarni ajratish va boshqa hollarda keng
miqyosda ishlatiladi. Absorbsiya jarayoni ishtirok etadigan texnologiyalarni
qurilmalar bilan jihozlash murakkab emas. Shuning uchun kimyo,neft va gazni
qayta ishlash hamda boshqa sanoatlarda absorberlar ko‘p ishlatiladi.
Ion adsorpsiya, bir kimyoviy jarayon bo'lib, bu jarayon orqali yalniz bir solid
yuzasi ostidagi ionlarni eritkichdan chiqarish yoki qoplash jarayonini ifodalaydi.
Ionlar, yuzasida turli kimyoviy va fizikaviy ta'siralar orqali adsorbsiya qilishi
mumkin. Quyidagi xususiyatlarga ega ion adsorbsiyasining:
Yuz tuzilishi va yuz kimyoviyoti: Ion adsorbsiyasi, yuz tuzilishi va kimyoviy
xususiyatlar bilan yaqin bog'liqdir. Yuzdagi elektr energiyasi, ionlarining
adsorbsiyasini ta'sir qilishi mumkin. Yuz kimyoviy xususiyatlari, adsorbsiya
xususiyatlarini va darajasini aniqlaydi.
Adsorbsiya terimi: Adsorbsiya termini, eritkichdagi ionlarining qati yuzi
bo'yicha miqdorini ifodalaydi. Bu, ionlarining yuz tomonidan qanday miqdorda
qaydalanishini ko'rsatadi.
Ion hajmi va shakli: Ionlarining hajmi va shakli, adsorbsiya jarayonini ta'sir
qilishi mumkin. Katta yoki murakkab ionlar, yuzda kam joy egallayishi mumkin
yoki yuz bilan kamroq ta'sirga kirishi mumkin.
Ion tanlovchi: Ba'zi adsorbentlar, ayrim ionlarni boshqalaridan ko'proq
adsorbsiya qila oladi. Ushbu tanlovchi, ionlarining yuz bilan ta'sirlanishi tufayli
3

paydo bo'ladi va ba'zi ionlarini boshqalaridan oson yoki kuchliroq adsorbsiya qila
olishga olib keladi.
Adsorbsiya tezligi: Adsorbsiya tezligi, ionlarining yuz tomonidan
qaydalanilish tezligini aniqlaydi. Bu, adsorbsiya jarayonining qancha tez sodir
bo'lishini ta'sir qiladi.
Ion adsorbsiyasining tashqari, ion almashish ham ionlarni bir muhitdan
boshqasiga o'tkazishni ta'minlaydigan jarayon bo'lib, bu jarayonida ionlar qati
material yuzidan boshqalariga o'tkaziladi. Ushbu jarayon, ayrim su tozalash,
kimyoviy ajratish va kataliz kabi ko'plab amallarda muhim rol o'ynaydi.
Ion almashinuvi qattiq statsionar faza va suyuq harakatlanuvchi faza o'rtasida
teskari ion almashinuvi printsipi asosida ishlaydi. Statsionar faza ion
almashinadigan qatronlardan iborat bo'lib, ular zaryadlangan funktsional
guruhlarga ega bo'lgan kichik boncuklardan iborat. Bu funktsional guruhlar musbat
zaryadlangan (kation almashinadigan qatronlar) yoki manfiy zaryadlangan (anion
almashinadigan qatronlar) bo'lishi mumkin. Tarkibida ionlar bo‘lgan namuna ion
almashinadigan xromatografiya tizimiga kiritilganda, zaryadlari qatronning
funksional guruhlarinikiga qarama-qarshi bo‘lgan ionlar qatron bilan bog‘lanadi,
xuddi shunday zaryadga ega bo‘lgan ionlar esa ushlanmagan holda ustun orqali
o‘tadi.
Bog'langan ionlarning ajralishi va elutsiyasiga eluent yoki elyusiya
tamponidan foydalanish orqali erishiladi. Eluent tarkibida qatronlardagi bog'lanish
joylari uchun bog'langan ionlar bilan raqobatlashadigan ionlar mavjud. Ushbu
raqobatlashuvchi ionlarning kontsentratsiyasini o'zgartirish yoki eluentning pH
qiymatini sozlash orqali bog'langan ionlar siljishi va qatrondan chiqarilishi
mumkin.
Mavzuning dolzarbligi . Ion almashinuvi va ionli adsorbsiyaning
xususiyatlari mavzusi Kolloid kimyo sohasida juda dolzarb bo'lib, turli ilmiy
fanlarda muhim ahamiyatga ega. Ion almashinuvi, ionlar va biomolekulalarni
ajratish, tahlil qilish va tozalashda keng qo'llanilishi tufayli juda dolzarb mavzudir.
4

Uning ta'siri atrof-muhit fanlari, farmatsevtika, biokimyo va suvni tozalash kabi
turli sohalarga taalluqlidir.
Ion almashinuvi xromatografiyasi texnikasidagi davomli yutuqlar ilmiy
taraqqiyotga, analitik muammolarni hal qilishga va turli sohalarda innovatsiyalarni
rivojlantirishga yordam beradi.
Kurs ishining maqsadi . Ion almashinuvi bo'yicha kurs ishining maqsadi
ushbu analitik texnikaning tamoyillari, qo'llanilishi va yutuqlari haqida har
tomonlama tushuncha berishdir. Umuman olganda, kurs ishining maqsadi
talabalarga ion almashinish xromatografiyasi bo'yicha nazariy asoslardan amaliy
qo'llashgacha bo'lgan keng qamrovli bilimlarni berishdir. U talabalarni analitik
kimyo, tadqiqot va tegishli ilmiy sohalarda martabaga tayyorlashga qaratilgan,
ularni ushbu kuchli ajratish texnikasidan samarali foydalanish va rivojlantirish
uchun zarur bilim va ko'nikmalar bilan jihozlash.
Kurs ishining vazifasi . Ionli adsorbsiya bo'yicha kurs ishining vazifasi kurs
darajasiga va aniq o'quv maqsadlariga qarab farq qilishi mumkin. Kurs ishida
belgilangan aniq vazifalar kurs maqsadlari, o'rganish darajasi va o'qituvchining
xohishiga bog'liq bo'ladi. Kurs ishi bo'yicha ko'rsatmalarni diqqat bilan o'qib
chiqish va tushunish va agar kerak bo'lgan savollar yoki tushuntirishlar bo'lsa,
o'qituvchi bilan maslahatlashish muhimdir.
Kurs ishining ob`yekti . Ion almashinishi haqidagi asosiy qonunlari,
Adsorbsiya tamoyillarini o’rganish va chuqur targ’b qilish.
Kurs ishining predmeti . Ion almashinishi usullari bo‘yicha chuqur
izlanishlar olib borish, axborotni tahlil qilish uchun tanqidiy fikrlash va analitik
ko‘nikmalarni qo‘llash.
Kurs ishining tuzilishi. Ushbu Kurs ishi kirish, xulosa, foydalanilgan
adabiyotlar ro’yxati va o’zaro mazmunan bog’langan 2 ta bobdan iborat bo’lib
umumiy hajmda 29 betni tashkil etadi .
5

I bob. Ionli adsorbsiya haqida ma’lumotlar
1.1 Asrorbentlar va ularning xarakteristikasi
Ma`lumki har qanday adsorbentning gazlarni yutish qobiliyati uning
g`ovakligiga, fizik xossalariga bog`liq. Gazlar kristall adsorbentlardan ko`ra amorf
adsorbentga yaxshiroq adsorblanadi, chunki amorf adsorbent sirti tekis bo`lmay,
ga`dir-budur bo`ladi. kristall adsorbentda esa asosan qirra va cho`qqilar
adsorbsiyada ishtirok etadi. Adsorbent eng muhim xossalaridan biri ularning
g`ovakligi hisoblanadi. G`ovaklarning hajmini o`lchash uchun paromer
deyiladigan maxsus asbob qo`llaniladi. G`ovak adsorbentlarning solishtirma sirti
katta bo`ladi.
Eritmalarda sodir bo`ladigan reaksiyalar natijasida cho`kma holida ajralib
chiqadigan (masalan, BaSO4) yoki qattiq jismlarni maydalab tayyorlanadigan
nog`ovak adsorbentlarning solishtirma sirtlari kichik bo`ladi (1-10 m2/g); ular kam
ishlatiladi. Ko`proq ishlatiladigan nog`ovak adsorbentlar jumlasiga organik va
kremniy organik moddalarning chala yonish mahsulotlari (qora qurum, oq qurum)
shuningdek, kremniy galogenidlari (SiCl4, SiF4) ning suv bug`I bilan
gidrolizlanish mahsulotlari (aerosillar) kiradi. Bu adsorbentlarning solishtirma
sirtlari 100 m2/g ga yetadi.
Adsorbent xili Ssol,
m2/g Dispersligi va strukturasi Vakillari
Nog`o
vak 1-10 Dag`al dispers
mikrog`ovak struktura Oksidlar, tuzlar
Adsorbentlar 100 Yuqori dispers
mikrog`ovak struktura Grafitlangan qurum, oq qurum,
aerosil*
G`ovak
adsorbentlar 100-1000 Korpuskulyar, po`rsildoq
va kristallik strukturalar Silikagel, alyumogel, aktivlangan
ko`mir, g`ovak shixta, seolitlar
7

Aktiv ko`mir gidrofob adsorbent bo`lib, suv bug`ini yomon, uglevodorodlarni
yaxshi adsorbilaydi.
Suv bug`ini yuttirish uchun silikat kislotani suvsizlantirish natijasida hosil
bo`ladigan gidrofil adsorbent – silikagel ishlatiladi. Sanoatda turli markali
silikagellar ushlab chiqariladi. Kichik konsentratsiyadagi gaz qattiq adsorbentga
yutilganda gaz molekulalari adsorbentning faqat aktiv markazlariga adsorblanib,
monomolekulyar qavat hosil qiladi.
Temperaturaning ortishi va bosimning pasayishi yutilgan gazni desorbsiyaga
uchratadi. Shu sababli moddalarni havo muhitidan ajratib olishda, gaz va bug`larni
tozalashda adsorbtsion –desorbsion metodlar sanoat miqyosida qo`llaniladi.
Qattiq adsorbent sirtiga eritmadagi modda adsorbilanganida, albatta, erigan
modda bilan erituvchi modda ham yutiladi. Shunga ko`ra eritmada bo`ladigan
adsorbsiya “raqobatli” xarakterga ega; erituvchi bilan eruvchi adsorbent sirtini
band etishga intiladi. Eritmadan elektrolitlar ham, noelektrolitlar ham
adsorbilanishi mumkin. Shunga ko`ra adsorbsiya monomolekulyar adsorbsiya va
ionli adsorbsiya deyiladigan 2 sinfga bo`linadi. Ko`pincha moddalar adsorbentga
tanlab yutiladi. Desorbsiyani amalga oshirishda adsorbent sirtini suyuqlik bilan
yuvishda foydalaniladi va bu jarayon elyutsiya, yuvish uchun ishlatilgan suyuqlik
esa elyuent deb ataladi.
Ionli kolloid zarrachalar sirtida ayniqsa yaxshi adsorblanadi, shu sababli,
kolloidlarda elektr zaryadining miqdori va ishorasi shu ionlarning borligiga
bog`liq.
Qattiq jismga birinchi navbatda shu jismning kristallik panjarasi tarkibida
bo`lgan ionlar adsorblanadi.
Ba`zan adsorbent o`z tarkibidagi ionlardan birini elektrolit ionlariga
almashtiradi. Bunday adsorbsiya almashinish adsorbsiyasi deyiladi.
Agar elektrolit eritmasidagi anion va kation ekvivalent miqdorda
adsorbilansa, molekulyar adsorbsiya yuzaga chiqadi. Agar tarkibida bir necha
modda aralashmasi bo`lgan eritma qalin adsorbent ustunidan (masalan, adsorbent
to`ldirilgan naydan) o`tkazilsa aralashmadagi har qaysi modda adsorbentning
8

ma`lum qismlariga adsorbilanadi, natijada adsorbent qavatida bir necha zona hosil
bo`ladi. bu hodisani M. S. Svet 1903 yilda tekshirgan. Uni xromatografik
adsorbsion analiz deb atagan.
1.2 Ionli adsorbsiya va Dyuklo-Trauble qoidasi
Adsorbilanayotgan modda konsentratsiyasi ortishi bilan sirt taranglik qancha
kamaysa, ushbu moddaning sirt faolligi va Gibbs adsorbsiyasi shuncha yuqori
bo‘ladi. Sirt faol moddalar uchun: g > 0; dσ
dc < 0; Gi > 0,
Sirt nofaol moddalar uchun g < 0; dσ
dc > 0; Gi < 0 bo‘ladi.
Quyidagilar aniqlangan:
1)Moddaning qutbliligi kamayishi bilan sirt faollik (g) ortadi. Shuning uchun
organik kislotalarning sirt faolligi ularning tuzlarining sirt faolligidan yuqori
bo‘ladi:
gC5H11COOH > gC5H11COOK
2)Gomologik qatorda uglevodorod radikalining uzunligi ortishi bilan ularning
sirt faolligi ortadi.
Dyuklo va Traube qoidasi: Suvli eritmalarda to‘yingan yog‘ kislotalarning
uglevodorod zanjiri bitta – CH2 guruhga uzayganda ularning sirt faolligi 3 ’ 3,5
marta oshadi. Gomologik qatorda 2 ta qo‘shni a‘zolar adsorbsiyasida bajarilgan
ishning farqini hisoblaymiz:
Demak, Dyuklo-Traube qoidasining mohiyati har bir – CH2 guruhning
adsorbsiya ishi o‘zgarmas bo‘lib, 3,5 kj/mol ga yaqinligini bildiradi.
9

Dyuklo – Traube qoidasiga spirtlar va aminlarning eritmalari ham bo‘ysunadi.
Bu qoida faqatgina suyultirilgan eritmalar uchun to‘g‘ri bo‘lib, SAMlarning
konsentrlangan eritmalarida chetga chiqishlar kuzatiladi. Chunki SAMning
konsentrasiyasi ortishi bilan adsorbsion qavatning siqilishi tufayli ―qoziqdevor‖
hosil bo‘ladi.
Fazalar chegarasida adsorbilangan molekulalarning joylashuvi: a – Kichik
konsentrasiyalarda; b – o‘rta konsentrasiyalarda; d – adsorbsiya maksimal bo‘lgan
holatlarda to‘yingan qavatda (Lengmyur qoziqdevori).
1908 yilda B.A. Shishkovskiy empirik yo’l bilan suvli eritmalarda
SAMlarning sirt tarangligi bilan ularning konsentratsiyalari orasidagi
bog’lanishni ifodalovchi tenglama yaratdi:
∆ σ = σ
0 − σ = B + ln ¿
1+AC)
bu yerda σ 0 –suvning sirt tarangligi; σ – eritmaning sirt tarangligi; C –
eritmaning konsentratsiyasi; B – konstanta; A – solishtirma kapillyar doimiylik
bo‘lib, u uglevodorod radikali bitta – CH2 guruhga uzayganida 3 3,5 marta ortadi.
Ion adsorbsiyasi – kuchli elektrolitlar eritmalaridan ionlarning
adsorbsiyalanishi bo‘lib bunda erigan modda ionlar ko‘rinishida adsorbilanadi.
 Ion adsorbsiyasining o’ziga xos xususiyatlari:
 Zaryadlangan ionlar adsorbilanadi, molekulalar emas;
 Adsorbsiya faqat qutbli adsorbentlarda sodir bo‘ladi;
 Adsorbsiya qo‘sh elektr qavat hosil bo‘lishi bilan sodir bo‘ladi;
 Adsorbsiya tanlab ta‘sir etuvchan hisoblanadi. Bitta adsorbentga ham kation,
ham anion bir xil adsorbilanmaydi;
 Ionli adsorbsiya uchun almashinish adsorbsiyasi xos.
10

1.3 Ionli adsorbsiyaga ta’sir etuvchi omillar
1. Adsorbentning kimyoviy tabiati. Adsorbentning qutbliligi qancha yuqori
bo‘lsa, u suvli eritmalardan ionlarni shuncha yaxshi adsorbilaydi. Faol markazda
musbat zaryad bo‘lsa anionlar, manfiy bo‘lsa kationlar adsorbilanadi.
2. Ionlarning kimyoviy tabiati.
a) Ionlar adsorbsiyasiga ion radiusi qiymati katta ta‘sir etadi. Bir xil zaryadli
ionlardan qaysisining ion radiusi katta bo‘lsa, u shuncha yaxshi adsorbilanadi.
Shunga mos ravishda ionlarning radiuslari ortgan sari ularning qutblanuvchanligi
ortadi. Shu bilan birga ionlarning radiuslari ortishi bilan ularning gidratlanishi
kamayadi, bu ham adsorbsiyani yengillashtiradi.
Shularga bog‘liq holda ionlarni adsorbilanish xususiyati ortib boradigan
qatorga joylashtirish mumkin. Bu qator liotrop qator yoki Gofmeyster qatori
deyiladi:
Li + < Na + < K + < Rb + < Cs + Ionlarning gidrat qobiqlarining o‘lchami
b) Ionning zaryadi qancha katta bo‘lsa, qattiq jism sirtidagi qarama-qarshi
zaryadlangan ionlar bilan shuncha kuchli tortishadi va kuchli adsorbilanadi:
Panet – Fayans qoidasi: Kristall sirtida kristall (yadro) tarkibiga kiruvchi
yoki izomorf ionlar yaxshi adsorbilanadi. Masalan:
12

Mitsella (lotincha mica –ushoq, burda, zarra) - suyuq dispersion muhit bilan
kolloid eritma
dispers fazasining alohida zarrachasi
Panet-Fayans qoidasiga binoan, qattiq adsorbentlarga shu adsorbent tarkibiga
kiradigan yoki adsorbent bilan umumiy guruhga ega bo‘lgan izomorf ionlargina
adsorbsiyalanadi.
Masalan, tanlangan adsorbsiyani quyidagi misolda ko‘rsatish mumkin:
13

Fe(NO3)3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaNO3
Bu jarayonda hosil bo‘lgan Fe(OH)3 cho‘kmasi qattiq fazali adsorbat
vazifasini bajaradi.
Agar shu sistemaga ortiqcha miqdorda NaOH yoki Fe(NO3)3 qo‘shilsa
tanlangan adsorbsiyaga
Na+ , NO 
3 ionlari emas, faqat OHva Fe3+ ionlari bo‘lishi oqibatida adsorbent va
adsorbatlarning
OHva Fe3+ ionlari orasidagi moyillik holati kelib chiqadi.
Tanlangan adsorbsiya ionlarning zaryad soniga, radiusiga, gidratlanish
darajasiga bog‘liq bo‘ladi. Ko‘p valentli ionlar bir valentli ionlarga qaraganda
kuchliroq adsorbsiyalanadi. Bir xil
zaryadga ega bo‘lgan ionlar o‘lchamlari va gidratatsiyasi darajasiga qarab
adsorbsiyaga moyilligi
turlicha bo‘ladi va liotrop qatorlardan joy oladi:
Cs+ < Rb+ < K+ < Na+ < Li+
CN- < J- < NO  3 < Cl
Tanlangan adsorbsiya yordamida kerakli adsorbentlarni tanlab olib, murakkab
aralashmalardan kerakli moddalarni ajratib olish mumkin.
Har bir antitelo aniq bir begona oqsil (antigen) bilan birikadigan immunli
oqsillar (antitelolar) tanlash qobiliyatiga egadir.
Buyrak va siydik yo‘llarida tosh hosil bo‘lishi jarayoni ham tanlangan
adsorbsiyaga asoslangan.
Adsorbsiyalanayotgan modda miqdorining konsentrasiya, harorat, bosim va
boshqa omillarga bog‘liqligini ko‘rsatadigan egri chiziq adsorbsiyalanish
izotermasi deyiladi yoki qisqacha izoterma deyiladi.
Ion almashinish xususiyatiga ega bo’lgan sorbentlar ionitlar deb ataladi. Ular
quyidagi 3 turga bo’linadi:
14

1. Kationitlar - kislotali sorbentlardir. Ularning funksional guruhlari
karboksil, gidroksil va sulfoguruhlar bo‘lib (masalan, silikagel, sellyuloza) ular
adsorbent bilan kation almashinish orqali ta‘sirlashadi.
2. Anionitlar-asosli adsorbentlar bo‘lib, (masalan, Al(OH)3, Fe(OH)3)
funksional guruhlari adsorbent bilan anion (OH- , Cl- , SO 2  4 ) almashinish orqali
ta‘sirlashadi.
3. Amfoter ionitlar – tarkibi jihatdan H+ SO3 – R – N + (CH3)3OHga (R –
organic polimer) yaqin bo‘lgan sorbentlar bo‘lib, sorbat bilan ham kation (H+
hisobiga), ham anion (OHhisobiga) almashinish orqali ta‘sirlashadi.
Ion almashinish adsorbsiyasining o`ziga xos xususiyatlari:
O‘ziga xosligi ya‘ni berilgan (ayni) adsorbent faqatgina ma‘lum ionlarnigina
almashishi mumkin;
Qaytmas bo‘lishi mumkin;
Molekulyar adsorbsiyaga nisbatan sekin boradi;
H + yoki OHionlari almashganida muhitning pH qiymati o‘zgarishi mumkin.
Eritmalar bilan ion almashinish xususiyatiga ega bo‘lgan adsorbentlar ionitlar
deyiladi.
Odatda kation almashinuvchi smolalar fenolsulfokislotani formaldegid bilan
kondensatsiyalash yo‘li bilan olinadi. Tayyor kationitlar qora yoki to‘q-qo‘ng‘ir
rangli, zarrachalarining o‘lchami 0,5 2 mm bo‘ladi.
15

Anion almashinuvchi smolalar mochevina, anilin va n-fenilendiaminlarning
formaldegid bilan kondensatsiyalanishidan sintez qilinadi. Ion almashinuvchi
smolalar ishlatilishidan oldin qayta ishlanadi. Qayta ishlash quyidagicha amalga
oshiriladi:
Kationitlarga distillagan suv quyiladi va bo‘kishi uchun 1-2 sutka qoldiriladi.
So‘ngra suv yo‘qotiladi (ajratib olinadi), bo‘kkan smolaga esa 2N xlorid
kislota qo‘yiladi va kislota bilan birga 1 sutka qoldiriladi;
So‘ngra kislota to‘kib yuboriladi va toki neytral muhit hosil bo‘lguncha smola
zarrachalari yuviladi (metiloranj sinamasi). Bunday qayta ishlash natijasida H-
shaklli kationit olinadi.
Anionitlar ham kationitlar kabi 1-2 sutka suvda bo‘ktiriladi, keyin suv
yo‘qotilib, 1N natiriy ishqori bilan 1 sutka qoldiriladi. So‘ngra smola neytral muhit
hosil bo‘lguncha suv bilan yuviladi (fenolftalein sinamasi). Shunday qilib,
OHshakl anionit hosil bo‘ladi.
Kationitlarni regeneratsiya qilish uchun ular orqali 2N xlorid yoki sulfat
kislota o‘tkaziladi.
Agar kationitga avval Ca2+ ionlari adsorbilangan bo‘lsa, regeneratsiyani
quyidagicha ifodalash mumkin:
R2Ca + 2HCl ↔ 2R – H + CaCl2
Anionitlarni regeneratsiya qilish uchun ularga 1N ishqor eritmasi bilan ishlov
beriladi.
Agar anionit avval SO4 2- ionlarini yutgan bo‘lsa, uning regeneratsiyasini
quyidagicha tasvirlash mumkin:
R2SO4 + 2NaOH ↔ 2ROH + Na2SO4
1.4 Ion almashinish va tanlangan adsorbsiyani biologik va tibbiy
ahamiyati.
Odam organizmida turli toksinlar va boshqalar to'qimalar va hujayralar orqali
tanlab adsorbsiyalanadi. Masalan, qoqshol, botulizm va boshqa kasalliklarni
qo'zg'atuvchi toksinlar avvalo markaziy asab sistemasi hujayralarini
16

shikastlantiradi, dizenteriya qo'zg'atuvchi toksinlar — vegetativ asab sistemasini
zararlantiradi, toshmali tifda ko'pincha teri, miya va qisman yurak tomirlari
shikastlanib, og'ir oqibatlar kelib chiqishiga sabab bo'ladi.
Ionitlar tibbiy maqsadlarda keng qo‘llanadi. Masalan, chaqaloqlarning sun‘iy
oziqlarini tayyorlashda, qon va limfalarni konservatsiya qilish jarayonlarida, sof
antibiotiklar olishda, me‘da-ichak yo‘lidagi zaharli moddalar, toksinlarni
tozalashda keng qo‘llanadi.
Immun sistemasi faoliyatining asosiy fizik-kimyoviy mexanizmi adsorbsiya
jarayoniga asoslangan. Immun oqsillari (antitelolar) juda katta tanlangan
adsorbsiya qiymatiga ega. Ular organizm uchun yot bo'lgan ma'lum tur oqsillarga
(antigenlarga) adsorbsiyalanib, ularni eritib yuboradi. Elektron mikroskopik
tekshirishlar shuni ko'rsatadiki, antitelolar, masalan, ich terlama bakteriyalari
ustida bir xil adsorsiyalanmasdan, «faol markazlar» bo'yicha adsorbsiyalanadi.
Buyrak va siydik yo'llarida tosh hosil bo'lishi jarayoni ham tanlangan
adsorbsiyaga asoslangan. Buyrak biosuyuqliklari tarkibida Mg2+, Ca2+, PO3
4 va C2O2
4 ionlarining konsentratsiyasi ortganda ularning eruvchanlik ko'paytmalari
kritik konsentratsiyasiga yetib kalsiy va magniy fosfat yoki oksalat tuzlari holida
cho'kma hosil qiladi. Bu jarayon natijasida tanlangan adsorbsiya hisobiga suvda
erimaydigan tuzlarga moyilligi katta bo'lgan ionlar adsorbsiyalanadi, natijada
qattiq faza yiriklashib buyrak va siydik yo'llarida qum va tosh hosil bo'ladi. 109
Tibbiyotda ishlatiladigan «adsorbsion terapiya» deb ataladigan ba'zi davolash
usullari adsorbsiyaga asoslangandir. Masalan, me'da-ichak sistemasiga tashqi
muhitdan tushgan zaharli moddalarni yoki ichaklarga turli organlardan ajralib
chiqqan zaharli gazlarni (meteorizm) karbolenga (faollangan ko'mir)
adsorbsiyalantirish orqali chiqarib yuboriladi.
Tibbyotda turli xil moddalar bilan zaharlanganda qo'llanadigan adsorbentlar
quyidagi jadvalda keltirilgan.
17

II bob. Ion almashinuvi tamoyillari.
Ion almashinuvi xromatografiyasining tamoyillari statsionar faza, odatda ion
almashinadigan qatron va suyuq harakatlanuvchi faza o'rtasida ionlarning teskari
almashinuviga asoslangan. Ionlarni ajratish va tozalash statsionar fazadagi
zaryadlangan funktsional guruhlar va namunadagi maqsadli ionlar o'rtasidagi
o'zaro ta'sir orqali erishiladi. Ion almashinuvi xromatografiyasining asosiy
tamoyillari quyidagilardan iborat:
1. Ion almashinadigan qatronlar: Ion almashinadigan xromatografiyadagi
statsionar faza ion almashinadigan qatronlardan iborat bo'lib, ular zaryadlangan
funktsional guruhlarni o'z ichiga olgan gözenekli, erimaydigan materiallardir. Bu
funktsional guruhlar musbat zaryadlangan (kation almashinadigan qatronlar) yoki
manfiy zaryadlangan (anion almashinadigan qatronlar) bo'lishi mumkin. Umumiy
funksional guruhlarga kation almashinadigan smolalar uchun sulfon kislotasi (-
SO3H) va anion almashinuvchi smolalar uchun to rtlamchi ammoniy (-N+(CH3)3)ʻ
kiradi. Qatronlar tanlovi kationlar yoki anionlarning kerakli ajralishiga bog'liq.
2. Ion almashinuvi jarayoni: Ion almashinuvi xromatografiya tizimiga ionlarni
o'z ichiga olgan namuna aralashmasi kiritilganda, ionlar qatrondagi zaryadlangan
funktsional guruhlar bilan o'zaro ta'sir qiladi. Funktsional guruhlar zaryadiga
qarama-qarshi bo'lgan ionlar elektrostatik tortishish orqali qatronga bog'lanadi yoki
adsorbsiyalanadi. Ushbu bog'lanish jarayoni teskari bo'lib, qatron va namuna
o'rtasida ionlar almashinuvini ta'minlaydi.
3. Selektivlik va ushlab turish: Ion almashinuvi xromatografiyasining
selektivligi qatrondagi funktsional guruhlar va namunadagi ionlar o'rtasidagi
elektrostatik o'zaro ta'sirlarning kuchi bilan belgilanadi. Qatronlar funktsional
guruhlari uchun yuqori afiniteye ega bo'lgan ionlar kuchliroq saqlanadi va uzoqroq
saqlash muddatiga ega bo'ladi. Umuman olganda, funktsional guruhlar bilan bir xil
ishorali zaryadga ega bo'lgan ionlarning o'zaro ta'siri kuchsizroq bo'ladi va tezroq
elute qilinadi.
4. Elutsiya jarayoni: Bog'langan ionlarni ajratish va elutsiyaga eluent yoki
elüsyon buferini kiritish orqali erishiladi. Eluent tarkibida qatronlardagi bog'lanish
18

joylari uchun bog'langan ionlar bilan raqobatlashadigan ionlar mavjud. Ushbu
raqobatlashuvchi ionlarning kontsentratsiyasini o'zgartirish yoki eluentning pH
qiymatini sozlash orqali bog'langan ionlar siljishi va qatrondan chiqarilishi
mumkin. Ushbu elutsiya jarayoni qiziqishning o'ziga xos ionlarini tanlab ajratish
va tiklash imkonini beradi.
5. Aniqlash va miqdorini aniqlash: Elutatsiya qilingan ionlarni ionlarning
tabiatiga va qiziqtiriladigan analitga qarab turli aniqlash usullari yordamida
aniqlash va aniqlash mumkin. Umumiy aniqlash usullariga o'tkazuvchanlik, UV-
Vis spektroskopiyasi va massa spektrometriyasi kiradi. Ustundagi har bir ionni
ushlab turish vaqti uning statsionar faza bilan o'zaro ta'siri haqida qimmatli
ma'lumot beradi va identifikatsiya qilish va miqdoriy aniqlash uchun ishlatilishi
mumkin.
6. Ustunni qayta tiklash: Vaqt o'tishi bilan ion almashinuvi qatroni bog'langan
ionlar bilan to'yingan bo'lishi va ajratish samaradorligini yo'qotishi mumkin.
Qatronni qayta tiklash va uning bog'lanish qobiliyatini tiklash uchun regeneratsiya
bosqichlari qatron turiga qarab kislota yoki asos eritmalari kabi maxsus
regeneratorlar yordamida amalga oshiriladi. Ushbu regeneratsiya bosqichlari
qatrondan bog'langan ionlarni olib tashlab, uni keyingi tahlillar uchun qayta
ishlatishga imkon beradi.
Ion almashinuvi xromatografiyasi tamoyillaridan foydalanib, olimlar
murakkab aralashmalardagi ionlarni tanlab ajratish va tahlil qilishlari mumkin.
Ushbu uslub atrof-muhitni tahlil qilish, farmatsevtika sifatini nazorat qilish,
oqsillarni tozalash va nuklein kislotalarni tahlil qilish kabi turli sohalarda keng
qo'llaniladi. Ion almashinuvi xromatografiyasi usullari va materiallarida davom
etayotgan yutuqlar ajratish samaradorligini oshirishga va analitik imkoniyatlarni
kengaytirishga yordam beradi.
2.1 Ion almashinuvi nazariyasi.
Ion almashinuvi xromatografiyasi ion almashinuvi nazariyasi tamoyillariga
asoslanadi, u ion almashinadigan smolalar yordamida ionlarni ajratishdagi
fundamental jarayonlarni tavsiflaydi. Nazariya qatrondagi zaryadlangan funksional
19

guruhlar va namunadagi maqsadli ionlar o rtasidagi o zaro ta sirlar ionlarningʻ ʻ ʼ
selektiv adsorbsiyasi va desorbsiyasiga olib kelishini tushuntiradi. Ion almashinuvi
nazariyasining asosiy jihatlari:
1. Elektrostatik shovqinlar: Ion almashinuvi ion almashinuvi qatronidagi
zaryadlangan funktsional guruhlar va namuna eritmasidagi maqsadli ionlar
o'rtasidagi elektrostatik o'zaro ta'sirlar orqali amalga oshiriladi. Qatronlar ustidagi
funksional guruhlar musbat zaryadlangan (kation almashinadigan smolalarda) yoki
manfiy zaryadlangan (anion almashinuvchi smolalarda) bo'lishi mumkin. Bu
funktsional guruhlar qarama-qarshi zaryadli ionlarni o'ziga tortadi va bu ularning
qatronga adsorbsiyasiga olib keladi.
2. Almashtirish qobiliyati: Ion almashinadigan qatronlar ionlarni bog'lash
uchun cheklangan imkoniyatlarga ega. Almashtirish qobiliyati qatronga
adsorbsiyalanishi mumkin bo'lgan ionlarning maksimal sonini ifodalaydi. Bu
qatron ustidagi funktsional guruhlarning turi va zichligi va qatron boncuklari yoki
zarrachalarining jismoniy xususiyatlari kabi omillarga bog'liq. Almashtirish
qobiliyati ion almashinuvi xromatografiyasi jarayonining samaradorligi va
yuklanish qobiliyatini belgilaydi.
3. Selektivlik: Ion almashinadigan qatronlar zaryad va o'lchamiga qarab
ma'lum ionlarga nisbatan selektivlikni namoyish etadi. Selektivlik funktsional
guruhlar va ionlar o'rtasidagi o'zaro ta'sirlarning tabiati va kuchiga bog'liq.
Funktsional guruhlarga yaqinligi yuqori bo'lgan ionlar kuchliroq adsorbsiyalanadi
va qatronda uzoqroq saqlanadi. Selektivlikni funktsional guruhlarning turi va
kontsentratsiyasi kabi qatronlar xususiyatlarini sozlash orqali o'zgartirish mumkin.
4. Adsorbsiya va desorbsiya: Ionlarni o'z ichiga olgan namuna qatron bilan
o'ralgan ion almashinadigan xromatografiya ustunidan o'tkazilganda, maqsadli
ionlar qatrondagi funktsional guruhlar bilan o'zaro ta'sir qiladi va ularning
adsorbsiyasiga olib keladi. Adsorbsiya darajasi ionlarning kontsentratsiyasi va
funktsional guruhlarga yaqinligiga bog'liq. Desorbsiya qatrondagi bog'lanish
joylari uchun bog'langan ionlar bilan raqobatlashadigan ionlarni o'z ichiga olgan
20

elyuent yoki elyusiya buferi kiritilganda sodir bo'ladi. Elutsiya shartlarini
o'zgartirib, bog'langan ionlarni desorbsiyalash va qatrondan ajratish mumkin.
5. Elutsiya profili: Ion almashinish xromatografiyasidagi elutsiya profili vaqt
funktsiyasi sifatida qatrondan bog'langan ionlarning chiqarilishini tavsiflaydi.
Funktsional guruhlar bilan o zaro ta siri kuchsizroq bo lgan ionlar avvalroq eluteʻ ʼ ʻ
bo ladi va qatronda kamroq saqlanadi, kuchliroq o zaro ta sirga ega bo lgan ionlar
ʻ ʻ ʼ ʻ
esa keyinroq elute qilinadi va ko proq saqlanadi. Elutsiya sharoitlarini
ʻ
optimallashtirish orqali o'ziga xos ionlarni tanlab elutsiya qilish va aralashmadan
ajratish mumkin.
6. Regeneratsiya: Ion almashinuvi xromatografiyasi tugagandan so'ng,
qatronlar bog'langan ionlar bilan to'yingan bo'lishi mumkin. Qatronni qayta tiklash
va uning bog'lanish qobiliyatini tiklash uchun regeneratsiya bosqichlari amalga
oshiriladi. Ushbu bosqichlar qatronni regeneratorlar, masalan, kislota yoki asos
eritmalari bilan yuvishni o'z ichiga oladi, ular bog'langan ionlarni siljitadi va olib
tashlaydi, bu esa qatronni keyingi tahlillar uchun qayta ishlatishga imkon beradi.
Ion almashinuvi nazariyasi ion almashinish xromatografiyasining asosini
tashkil etadi, bu murakkab aralashmalardagi ionlarni tanlab ajratish va tahlil qilish
imkonini beradi. Ion almashinuvi tamoyillarini tushungan holda, olimlar atrof-
muhit monitoringi va farmatsevtik tahlildan oqsillarni tozalash va nuklein
kislotasini tadqiq qilishgacha bo'lgan turli xil ilovalar uchun xromatografik
tizimlarni loyihalashi va optimallashtirishi mumkin.
2.2 Ion almashinadigan smolalar va ularning tasnifi.
Ion almashinadigan qatronlar - bu atrofdagi eritma bilan ionlarni almashishga
qodir bo'lgan funktsional guruhlarni o'z ichiga olgan qattiq materiallar. Bu
qatronlar ion almashinish xromatografiyasida ionlarni zaryad xossalari asosida
tanlab adsorbsiyalash va desorbsiyalash orqali muhim rol o‘ynaydi. Ion
almashinadigan qatronlar funktsional guruhlarning tabiati, qatronlar zaryadi va
matritsa yoki magistral materialni o'z ichiga olgan bir necha omillarga qarab
tasniflanishi mumkin. Ion almashinadigan qatronlarning asosiy tasnifi:
21

1. Kation almashinadigan qatronlar: Kation almashinadigan qatronlar manfiy
zaryadlangan funktsional guruhlarga ega bo'lib, ular kationlarni almashishi yoki
adsorbsiyalashi mumkin. Umumiy funktsional guruhlarga sulfonik kislota (-SO3H)
va karboksilik kislota (-COOH) kiradi. Kation almashinadigan qatronlar quyidagi
turlarga bo'linishi mumkin:
a. Kuchli kislotali kation almashinadigan qatronlar: Bu qatronlar yuqori
kislotali funktsional guruhlarga (masalan, sulfonik kislota) ega va keng pH
diapazonida kuchli kation almashish qobiliyatini namoyish etadi. b. Zaif kislotali
kation almashinadigan qatronlar: Bu qatronlar kamroq kislotali funktsional
guruhlarga ega (masalan, karboksilik kislota) va odatda kislotali pH oralig'ida
zaifroq kation almashish qobiliyatini ko'rsatadi.
2. Anion almashinadigan qatronlar: Anion almashinadigan qatronlar
anionlarni almashtirish yoki adsorbsiyalashi mumkin bo'lgan musbat zaryadlangan
funktsional guruhlarga ega. Umumiy funktsional guruhlarga to'rtlamchi ammoniy
(-N+(CH3)3) va uchinchi darajali amin (-NR3+) kiradi. Anion almashinadigan
qatronlar quyidagi turlarga bo'linishi mumkin:
a. Kuchli asosli anion almashinadigan qatronlar: Bu qatronlar juda asosiy
funktsional guruhlarga ega (masalan, to'rtlamchi ammoniy) va keng pH
diapazonida kuchli anion almashinuv qobiliyatini namoyish etadi. b. Zaif asosli
anion almashinadigan qatronlar: Bu qatronlar kamroq asosiy funktsional
guruhlarga ega (masalan, uchinchi darajali amin) va odatda ishqoriy pH
diapazonida zaifroq anion almashinuv qobiliyatini ko'rsatadi.
3. Xelatlovchi qatronlar: Xelatlovchi qatronlar xelyatsiya orqali metall ionlari
bilan barqaror komplekslar hosil qila oladigan funktsional guruhlarga ega. Ushbu
qatronlar metall ionlarini olib tashlash, metallni qayta tiklash va murakkab
aralashmalarni ajratish kabi maxsus ilovalar uchun mo'ljallangan.
4. Aralash to'shak qatronlari: Aralash qatlamli qatronlar bitta ustunda kation
va anion almashinadigan qatronlar birikmasidir. Ular kationlar va anionlarni olib
tashlash kerak bo'lgan suvni demineralizatsiya qilish yoki tozalash jarayonlari
uchun ishlatiladi.
22

5. Katta gözenekli qatronlar: Katta gözenekli qatronlar jel tipidagi qatronlar
bilan solishtirganda tezroq massa o'tkazish va yaxshilangan bog'lash qobiliyatini
ta'minlaydigan yuqori gözenekli bir tuzilishga ega. Ular keng ko'lamli tozalash
jarayonlari uchun javob beradi va odatda sanoat ilovalarida qo'llaniladi.
6. Jel tipidagi qatronlar: Jel tipidagi qatronlar bir xil jelga o'xshash tuzilishga
ega va analitik va tadqiqot dasturlarida keng qo'llaniladi. Ular yuqori aniqlik va
samarali ajratishni ta'minlaydi, ammo makroporozli qatronlar bilan solishtirganda
kamroq bog'lash qobiliyatiga ega bo'lishi mumkin.
7. Kompozit qatronlar: Kompozit qatronlar faollashtirilgan uglerod yoki
silikagel kabi boshqa materiallar bilan ion almashinadigan qatronlar birikmasidan
iborat. Ushbu qatronlar o'ziga xos xususiyatlar va maxsus ilovalar uchun
kengaytirilgan selektivlikni taklif qiladi.
Ion almashinuvi qatronini tanlash maqsadli ionlarga, kerakli ajratish
shartlariga va dastur talablariga bog'liq. Turli xil qatronlar turli xil pH va harorat
sharoitida turli xil selektivlik, sig'im va barqarorlikni namoyish etadi. Shuning
uchun ion almashinadigan xromatografiya tizimini loyihalash va
optimallashtirishda qatronning o'ziga xos xususiyatlarini hisobga olish muhimdir.
2.3 Kation almashinish xromatografiyasi.
Kation almashinuvi xromatografiyasi - bu kation almashinadigan qatronlardan
kationlarni zaryad xususiyatlariga qarab ajratish va tozalash uchun ishlatadigan
ajratish usuli. U turli sohalarda, jumladan, farmatsevtika tahlillari, atrof-muhit
monitoringi va oqsillarni tozalashda keng qo'llaniladi. Kation almashinadigan
xromatografiyada statsionar faza manfiy zaryadlangan funktsional guruhlarga ega
bo'lgan kation almashinadigan smoladan iborat, masalan, sulfon kislotasi (-SO3H)
yoki karboksilik kislota (-COOH). Kation almashinuvi xromatografiyasining
umumiy bosqichlari quyidagilardan iborat:
1. Namuna yuklanishi: kationlar aralashmasini o'z ichiga olgan namuna
xromatografiya tizimiga kiritiladi. Namuna suvli eritmada bo'lishi yoki tegishli
tamponda tayyorlangan bo'lishi mumkin.
23

2. Adsorbsiya: Namuna kation almashish ustunidan o'tayotganda namunadagi
kationlar qatrondagi manfiy zaryadlangan funktsional guruhlar bilan o'zaro ta'sir
qiladi. Zaryadlari qatronning funktsional guruhlariga qarama-qarshi bo'lgan
kationlar qatronga bog'lanadi yoki adsorbsiyalanadi, boshqa komponentlar,
masalan, anionlar va neytral molekulalar esa ustundan ushlab turmasdan o'tadi.
3. Yuvish: Namuna yuklangandan so'ng, ustun bog'lanmagan aralashmalar
yoki ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun tegishli tampon bilan yuviladi.
Ushbu qadam keyingi elyusiya va ajratish jarayoniga xalaqit berishi mumkin
bo'lgan kiruvchi moddalarni olib tashlashga yordam beradi.
4. Elutsiya: Elyusiya - bu kation almashinadigan smoladan bog'langan
kationlarni tanlab chiqarish jarayoni. Bunga raqobatdosh kationlarni o'z ichiga
olgan eluent yoki elyusiya buferi yordamida erishiladi. Eluent ionlari kuchli
elektrostatik o'zaro ta'sirlar hosil qilib, qatrondan bog'langan kationlarni siqib
chiqaradi va shu bilan ularning ajralib chiqishini osonlashtiradi.
a. Gradientli elutsiya: Gradientli elyusiyada, raqobatdosh ionlarning
gradientini yaratish uchun elyusiya buferining tarkibi asta-sekin o'zgartiriladi. Bu
qatronlarning funktsional guruhlariga turli xil yaqinliklari asosida ularning elutsiya
vaqtlarini o'zgartirib, bir-biriga yaqin bo'lgan kationlarni ajratish imkonini beradi.
b. Bosqichli elyusiya: bosqichma-bosqich elutsiyada o'ziga xos kationlarni
tanlab olish uchun turli xil ion kuchlari yoki pH bo'lgan turli xil elutsiya
tamponlari qo'llaniladi. Bu usul kationlarning turli guruhlarini ularning xossalariga
qarab maqsadli elutsiya qilishga imkon beradi.
5. Aniqlash va tahlil: Elutatsiya qilingan kationlarni turli xil aniqlash usullari,
masalan, o'tkazuvchanlik, UV-Vis spektroskopiyasi yoki massa spektrometriyasi
yordamida aniqlash va miqdorini aniqlash mumkin. Aniqlash usuli kationlarning
tabiatiga va qiziqtirgan analitga bog'liq.
Kation almashinuvi xromatografiyasi kationlarni ajratish va tahlil qilish uchun
ajoyib selektivlik va o'ziga xoslikni ta'minlaydi. U atrof-muhit namunalarida metall
ionlarini aniqlash, dori formulalarini tahlil qilish, oqsillar va fermentlarni tozalash
kabi keng ko'lamli ilovalar uchun ishlatilishi mumkin. Kation almashinuvi
24

xromatografiyasining samaradorligi va ishlashi tegishli kation almashinadigan
qatronni tanlash, elutsiya sharoitlarini sozlash va yuqori samarali kation almashish
xromatografiyasi (HPCE) yoki ko'p o'lchovli xromatografiya kabi ilg'or usullarni
qo'llash orqali optimallashtirilishi mumkin.
2.4 Anion almashinish xromatografiyasi .
Anion almashinuvi xromatografiyasi anionlarni zaryad xususiyatlariga ko'ra
ajratish va tozalash uchun keng qo'llaniladigan kuchli ajratish usulidir. Namuna
aralashmasidan anionlarni tanlab bog'lash va ajratish uchun musbat zaryadlangan
funktsional guruhlarga ega bo'lgan anion almashinadigan qatronlardan
foydalanishni o'z ichiga oladi. Anion almashinish xromatografiyasi quyidagi
bosqichlardan iborat:
1. Namuna yuklanishi: Odatda suvli eritma shaklida yoki mos buferda
tayyorlangan namuna anion almashinuv ustuniga yuklanadi. Namunada anionlar va
boshqa komponentlarni o'z ichiga olgan analitlar aralashmasi mavjud.
2. Adsorbsiya: Namuna anion almashinuv ustunidan oqib o'tayotganda,
namunadagi anionlar qatrondagi musbat zaryadlangan funktsional guruhlar bilan
o'zaro ta'sir qiladi. Zaryadlari qatronning funktsional guruhlariga qarama-qarshi
bo'lgan anionlar qatronga bog'lanadi yoki adsorbsiyalanadi, boshqa turlar, masalan,
kationlar va neytral molekulalar esa ustundan ushlab turmasdan o'tadi.
3. Yuvish: Namuna yuklangandan so'ng, ustun bog'lanmagan aralashmalar
yoki ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun mos tampon bilan yuviladi.
Ushbu bosqich keyingi elyusiya va ajratish jarayoniga xalaqit berishi mumkin
bo'lgan moddalarni yo'q qilishga yordam beradi.
4. Elutsiya: Elutsiya - bu anion almashinadigan qatrondan bog'langan
anionlarni tanlab chiqarish jarayoni. Bunga raqobatdosh anionlarni o'z ichiga olgan
eluent yoki elyusiya tamponidan foydalanish orqali erishiladi. Eluent ionlari kuchli
elektrostatik o'zaro ta'sirlar hosil qilish orqali bog'langan anionlarni ortda qoldirib,
ularning qatrondan chiqishini osonlashtiradi.
25

a. Gradient elyusiyasi: Gradientli elyusiya raqobatdosh anionlarning sekin-
asta ortib borayotgan konsentratsiyasiga ega bo'lgan elyusiya tamponidan
foydalanishni o'z ichiga oladi. Bu elyusiya kuchining gradientini hosil qiladi, bu
esa qatronning funktsional guruhlariga turli xil yaqinliklari asosida bir-biriga yaqin
bo'lgan anionlarni ajratish imkonini beradi.
b. Bosqichma-bosqich elutsiya: bosqichma-bosqich elutsiya turli xil ion
kuchlari yoki pH ga ega bo'lgan turli xil buferlardan foydalanadi. Ushbu
yondashuv anionlarning o'ziga xos guruhlarini ularning xususiyatlariga ko'ra
maqsadli elutsiyaga imkon beradi.
5. Aniqlash va tahlil: Elutatsiya qilingan anionlarni turli xil aniqlash usullari,
masalan, o'tkazuvchanlik, UV-Vis spektroskopiyasi yoki massa spektrometriyasi
yordamida aniqlash va aniqlash mumkin. Aniqlash usuli anionlarning tabiati va
qiziqishning o'ziga xos analitidan kelib chiqqan holda tanlanadi.
Anion almashinuvi xromatografiyasi atrof-muhitni tahlil qilish, farmatsevtika
sifatini nazorat qilish, oqsillarni tozalash va nuklein kislotalarni tadqiq qilish kabi
turli sohalarda keng qo'llaniladi. Anionlarni ajratish va tahlil qilish uchun
mukammal selektivlik va ruxsatni taklif etadi. Anion almashinuvi
xromatografiyasining samaradorligi va ishlashi tegishli anion almashinadigan
qatronni tanlash, elutsiya sharoitlarini optimallashtirish va yuqori samarali anion
almashinuvi xromatografiyasi (HPAEC) yoki ko'p o'lchovli xromatografiya kabi
ilg'or usullardan foydalanish orqali oshirilishi mumkin.
Ionlarning almashinish xususiyatiga ta’sir qiluvchi omillar
Ionlarning tanlab yutilishi ionlar va ionitlarning xossasigabog'liq.
Bu bog'liqlik quyidagilardan iborat:
1) gidratlangan ionlar bilan ionitdagi ionogen guruhlar
orasidagi elektrostatik ta’sir;
2) eritmada va ionit fazasida
ionlarning gidratlanish (solvatlanish) energiyasi;
3) gidratlangan ionlami eritmadagi va ionit fazasidagi strukturasi;
26

4) almashingan ionlarbilan ionitdagi ionogen guruhlar
orasida koordinatsion bog'ning hosil bo'lishi;
5) ionitlarning bo'kishi va o'lchami.
Ionitning ionalmashinish sig‘imi
Ionitlarning kimyoviy xossalari quyidagi kattaliklar bilan xarakterlanadi:
— ion almashinish sig'imi;
— nisbiy ion almashinish tezligi;
— kimyoviy reagentlarga nisbatan barqarorligi.
Ionitning ion almashinish sig‘imi
deb, bir gramm ionit almashtira oladigan ionning milligramm-ekvivalent miqd
origa aytiladi. Ionitlarning quyidagi ion almashinish sig'imlarini hisoblash
mumkin:
— to'liq ion almashinish sig‘imi;
— statik muvozanatda ion almashinish sigimi.
3.Ion almashtirish xromatografiyasi ajratilayotgan aralashma eritmasi
tarkibidagi ionlarning ionitlardagi ionlar bilan qaytar almashinuviga
asoslangan.Ionitlar ionlanish va ion almashtirish xususiyatiga ega bolgan tarkibida
funksional gruppalar bor,erimaydigan yuqori malekular birikmalardir. Ular
kationitlar va ionitlarga bo'linadi.
Kationit kislotali xossaga ega bolib,tarkibidagi korbaksil va sulfo
gruppalarning protonlarini kationlarga almashtiradi.Anionitlar tarkibida asos
xossali gruppalar bo'ladi.Ion almashtirish xromatografiyasi ionitlardagi aktiv
gruppalarning ajratilayotgan moddalar ionlari bilan tasirlashuviga asoslangan.Ular
oqsil va aminokislatalar aralashmalarini ajratishda ishlatiladi.
Xromatografiya metodik xususiyatlari va bajarilish texnikasiga kora
Kolonkali, yupqa qavatli va qog'ozda taqsimlanish xromatografiyasiga bo'linadi.
4.Ion almashinuvi usuli yordamida suvlarni chuchuklahtirishda foydalanish.
Ion almashinuvi usuli suvda erimaydigan moddalarning suvda eruvchi
materiallar kationlari bilan almashinish reaksiyasiga kirishish qobiliyatiga
asoslangan. Mazkur usulda sho’rsuv dastlab vodorod kationit filtrlarida o’tkaziladi.
27

Almashinish reaksiyasi natijasida suvda eruvchi tuzlar kationlari vodorodga
almashinib kislota hosil bo’ladi. Masalan:
2H(kat)+CaCl(kat)=Ca(kat)+2HCl(kat)
Ion almashinuv usulida ishlivchi uskuna bosimi kationit va anionit filtrlardan
hamda regeneratsiya moslamasidan iborat bo’ladi. Suv vodorod kationit
filtridan o’tkazilganda so’ng uni anionit filtridan o’tkaziladi. Bunda suvda hosil
bo’lgan kislota anionlar( Cl+ , SO
4 + va boshqalar)anionit anionlari(OH va
HCO
3 )ga almashinadi.
HCl+OH=Cl+H
2 O
Bu usul yordamida suvdan barcha suvda eruvchan tuzlar chiqarib yuboriladi.
Vodorod kationit filtrini qayta quvvatga keltirish kislora yordamida amalga
oshiriladi. Anionit filtri esa asos yordamida qayta regeneratsiyalanadi.
Bir bosqichli suvni chuchuklashtirish sxemasi suvda mavjud bo’lgan barcha
tuzlarning umumiy miqdorini 2-10 mg/l gacha kamaytirish imkonini beradi.
Ikki bosqichli suvni chuchuklashtirish sxemasi suvdagi tuz miqdorini 1-3
mg/l gacha, kremniy kislorasi miqdorini esa 0,15mg/l gacha kamaytirish imkonini
beradi.
Uch bisqischli suvni chuchuklashtirish sxemasi yordamida suvdagi tuz
miqdorini 0,15-0,1mg/lgacha, va kremniy kislotasi miqdorini 0,02-0,05 facha
kamaytirish mumkin.
Ion alamashinuvi usuli tuz miqdori 2-3g/lgacha, suzib yuruvchi moddalar
miqdori 8mg/lgacha va rangligi 8gradusgacha bo’lgan suvlarni chuchuklashtirish
uchun qo’llaniladi. Ion almashinish usulining kamchiligi reagentlarning ko’p
saflanishidir.
Filtrlashning turli xil usullari mavjud; barchasi erishishga intiladi ajratish
moddalar. Ajratish, modda yoki olib tashlanadigan narsalar va filtr o'rtasidagi
o'zaro ta'sirning ba'zi shakllari bilan erishiladi. Filtrdan o'tishi kerak bo'lgan
moddalar a bo'lishi kerak suyuqlik, ya'ni a suyuqlik yoki gaz. Filtrlash usullari
maqsadli materialning joylashgan joyiga, ya'ni suyuqlik fazasida eriganligiga yoki
qattiq holda to'xtatilganligiga qarab farqlanadi.
28

Erlenmeyer kolbasidagi issiq filtratsiya, kolbadagi qattiq moddalarning qayta
kristallanishiga yo'l qo'ymaslik uchun issiq plastinkada isitiladi.
Istalgan natijaga qarab bir nechta filtrlash texnikasi mavjud, ya'ni issiq, sovuq
va vakuum filtratsiyasi. Istalgan natijani olishning ba'zi bir asosiy maqsadlari,
aralashmani aralashmalaridan tozalash yoki qattiq moddalarni aralashmasidan
ajratib olishdir.
Sovuq filtrlash, muzli hammom filtrlash jarayonidan o'tmasdan oldin
eritmaning haroratini sovutish uchun ishlatiladi
Sovuq filtrlash usuli bu muzli hammomni xona haroratida sekin sovitish
uchun qoldirmasdan, kristallanadigan eritmani tez sovutish uchun ishlatishdir.
Ushbu texnik juda kichik kristallarning hosil bo'lishiga olib keladi, aksincha
eritmani xona haroratida sovitish orqali katta kristallarni olishdan farq qiladi.
Vakuumli filtrlash kichik kristallarni tez quritish uchun eritmaning kichik
partiyasida texnikani tanlash eng ma'qul. Ushbu usul a ni talab qiladi Büchner
huni, voronkadan kichikroq diametrli filtr qog'oz, Büxner kolbasi va vakuum
manbaiga ulanish uchun rezina naychalar.
29

Xulosa
Xulosa qilib shuni aytish mumkinki, Ion adsorbsiyasining tashqari, ion
almashish ham ionlarni bir muhitdan boshqasiga o'tkazishni ta'minlaydigan jarayon
bo'lib, bu jarayonida ionlar qati material yuzidan boshqalariga o'tkaziladi. Ushbu
jarayon, ayrim su tozalash, kimyoviy ajratish va kataliz kabi ko'plab amallarda
muhim rol o'ynaydi.
Adsorbsiya jarayonining o‘ziga xosligi shundaki, u selektiv va qaytar
jarayondir. Jarayonning qaytar bo‘shligi tufayli adsorbent yordamida bug‘-gaz
aralashmalaridan bir yoki bir necha komponentlarni yutish, so‘ng esa maxsus
sharoitda ularni adsorbentdan ajratib olish mumkin.
Adsorbsiyaga teskari jarayon desorbsiya deb nomlanadi. Adsorbsiya jarayoni
xalq xo‘jaligining turli sohalarida keng tarqalgan bo‘lib, gazlarni tozalash va
qisman quritish, eritmalarni tozalash hamda tindirish, bug‘-gaz aralashmalarini
ajratish uchun ishlatiladi.
Kimyo sanoatida adsorbsiya quyidagi hollarda: gazlar va eritmalarni tozalash
hamda quritishda, eritmalardan qimmatbaho moddalarni ajratib olishda, neft va
neft mahsulotlarini tozalashda, neftni qayta ishlashda hosil bo‘ladigan gaz
aralashmalaridan aromatic uglevodorodlarni (etilen, vodorod, benzin
fraksiyalaridan aromatic uglevodorodlarni) ajratib olishda ishlatiladi.
Adsorbsiya jarayoni 2 xil bo‘ladi, ya’ni fizik va kimyoviy adsorbsiya. Agar
adsorbent va adsorbtiv molekulalarining o‘zaro tortishishi Van-der-Vaals kuchlari
ta’siri ostida sodir bo‘lsa, bunday jarayon fizik adsorbsiya deb nomlanadi.
Fizik adsorbsiya jarayonida adsorbent va adsorbtivlar o‘rtasida kimyoviy
o‘zaro ta’siri bo‘lmaydi.
Adsorbsiya jarayonida bug‘larning yutilishi paytida ular kondensatsiyalanadi,
ya’ni adsorbent kovaklari suyuqlik bilan to‘lib qoladi. Boshqacha aytganda,
adsorbentda ka р illyar kondensatsiya ro‘y beradi. Kimyoviy adsorbsiya yoki
xemosorbsiya adsorbent va yutilgan modda molekulalari orasida kimyoviy bog‘lar
hosil bo‘lishi bilan xarakterlanadi.
30

Foydalanilgan adabiyotlar
1. Z.A. Sulaymonov, D.A. Hazratova, S.A. Karomatov., “Kalloid kimyo”.,
Buxoro 2022
2. Dehqonov R.S. Namangan davlat universiteti., Tabiy fanlar fakulteti,
Kimyo kafedrasi, “Kolloid kimyo” masala va mashqlar. Namangan 2016
3. Islomov F.F. Akchurina D.A., SamDU magistranti, SamDU fizika fakulteti
katta o’qituvchisi., “Xemosorbsiya, adsorbsiya hodisalarida yuzadagi markazlarni
modellashtirish usullari”
4. Sh. Sh. Xudoyberdiyev, O. I. Radjabov., “Yuqori molekulyar birikmalar
fizikasi va kimyosi (II-qism)”
5. Sh. Sh. Xudoyberdiyev, O. I. Radjabov., “Yuqori molekulyar birikmalar
fizikasi va kimyosi (I-qism)”
6. Polimerlar kimyosi va fizikasi (M.Asqarov, I.Ismoilov)
7. Polimerlar kimyosidan praktikum (O_.Musayev va b.)
8. Yuqori molekulyar birikmalar.Babayev.B.( Yuqori molekulyar birikmalar.
ii-qism. dexqanov r.)
9. N.A.Parpiyev, H.R.Rahimov, A.G.Muftaxov. asoslari. Toshkent.
«O'zbekiston». 2000 y.Anorganik kimyo nazariy
10. Q.Ahmerov, A.Jalilov, R.Sayfutdinov Umumiy Toshkent. «O'zbekiston»
2003 y.va anorganik kimyo.
11. Y.M.Maqsudov. "Polimer materiallarni sinash bo'yicha amaliyot".
Toshkent,
"O'qituvchi", 1984 yil 8-22, 27-42-betlar
12. Y.M.Maqsudov. "Polimer materiallarni sinash bo'yicha amaliyot".
Toshkent,
"O'qituvchi", 1984 yil 43-107-betlar
13. M.A. Asqarov, I.I Ismoilov. “Polimerlar kimyosi va fizikasi”., Toshkent
<<O’zbekiston>> Nashriyoti-matbaa ijodiy uyi., 2004
31

Ionli adsorbsiyaning xususiyatlari. Ion almashinuvi

Купить