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2.2 Adsorptionsisotherme II (Ionenaustausch in Abhängigkeit
von Beladungsgrad und Gegenionenkonzentration)
2.2.1 Aufgabenstellung
Für die Ionenaustauschreaktion
2
R-H
C
Co
2C
•
R
2
Co
C
2H
C
ist die Adsorp-
tionsisotherme bezüglich der Cobaltionen aufzunehmen. Zu untersuchen ist insbe-
sondere der Einfluss des Beladungsgrads und der Gegenionenkonzentration auf das
Verteilungsverhältnis der Cobaltionen.
2.2.2 Theoretische Grundlagen
Ionenaustauscher sind Stoffe, die in der Lage sind, aus einer Lösung Ionen zu
entfernen und ladungsäquivalent gegen Ionen des Austauschers auszutauschen. Es
gibt natürliche Ionenaustauscher, wie zum Beispiel den Boden, und künstlich her-
gestellte, die vor allem für industrielle Anwendungen produziert werden. Letz-
tere sind Verbindungen, die aus einem makromolekularen Grundgerüst (Austau-
schermatrix R) und austauschaktiven Gruppen (Ankergruppen) bestehen. Die Aus-
tauschfähigkeit ergibt sich aus der polaren Natur der Ankergruppen, die zu einer
Dissoziation befähigt sind.
Kationenaustauscher:
R-SO
3
X
•
R-SO
3
C
X
C
R-COOX
•
R-COO
C
X
C
:
(2.4)
Kurzschreibweise:
R-X
• R
C X
C
:
Anionenaustauscher:
R-N
.
CH
3
/
3
Y
•
R-N
.
CH
3
/
3
C
Y
R-N
CH
3
/
2
C
2
H
4
C
Y
:
.
CH
3
/
2
C
2
H
4
Y
•
R-N
.
(2.5)
Kurzschreibweise:
R-Y
•
R
C
C
Y
:
Die Reste R
bzw. R
C
sind die sogenannten Festionen, X
C
und Y
die austausch-
baren Gegenionen. Die Ionen der Lösung, die anstelle der Gegenionen vom Aus-
tauscher aufgenommenen werden können, heißen Coionen.
Das Ionenaustauschgleichgewicht zwischen dem Austauscher und der Lösung
kann mit der entsprechenden Gleichgewichtskonstanten charakterisiert werden.
