Ionenaustauscher selbst hergestellt
Experimente:
Versuch: Darstellung von Polyresorcin
Versuch: Kupplung diazotierter 4-Sulfanilsäure auf Polyresorcin (KAT)
Versuch: Darstellung eines Polyphenolsulfonsäureharzes (KAT)
Versuch: Polykondensation von 4-Phenolsulfonsäure mit Formaldehyd (KAT)
Versuch: Polykondensation von Resorcin mit Formaldehyd in Gegenwart von
Ethyldiammoniumdichlorid (AAT)
Versuch: Demonstration der pH-Wert-Änderung während des Ionenaustausches mit
selbst hergestellten Ionenaustauschern
Versuch: Kapazitätsbestimmung von Kationenaustauschern
Versuch: Kapazitätsbestimmung von Anionenaustauschern
Zur Darstellung von Ionenaustauschern mit einer makromolekularen Matrix gibt es im Allgemeinen
zwei Verfahren.
1. Darstellung von Ionenaustauschern durch nachträgliche Einführung der
Ankergruppen in eine polymere Matrix
Die in Versuch hergestellte Matrix Polyresorcin ist, bedingt
durch die phenolischen Hydroxid-Gruppen, ein schwach saurer Kationenaustauscher. Durch Kupplung von diazotierter
4-Sulfanilsäure auf dieses Polykondensat kann der schwach saure Ionenaustauscher in einen stark
sauren umgewandelt werden (-> Versuch).
2. Darstellung von Ionenaustauschern aus Monomeren, die bereits
Ankergruppen enthalten
Durch Polykondensation von Resorcin mit Formaldehyd in Anwesenheit von Natriumhydrogensulfat entsteht ein
hochvernetztes Makromolekül, das bereits Sulfonsäure-Gruppen trägt. Die Anzahl der Sulfonsäure-Gruppen
kann man durch nachträgliche Sulfonierung mit konzentrierter Schwefelsäure noch weiter erhöhen.
Dadurch erhält man einen stark sauren Kationenaustauscher (-> Versuch).
Bei der Polykondensation von 4-Phenolsulfonsäure mit Formaldehyd trägt die 4-Phenolsulfonsäure
bereits die Ionen austauschende funktionelle Gruppe. Um einen stark sauren Kationenaustauscher zu
erhalten, kann man aber auch in diesem Fall die Anzahl der Sulfonsäure-Gruppen durch nachträgliche
Sulfonierung erhöhen (-> Versuch).
Durch Polykondensation von Resorcin mit Formaldehyd in Gegenwart von Ethylendiammoniumdichlorid
entsteht ein schwach basischer Anionenaustauscher (-> Versuch).
Das Vorhandensein von Ethylendiammoniumdichlorid im Reaktionsgemisch bewirkt zum einen, dass die
Polykondensation nicht ausschließlich zwischen Resorcin und Formaldehyd vonstatten geht, und trägt
zum anderen auch zur weiteren Vernetzung des Polykondensates bei.
Die Wirkungsweise der hergestellten Ionenaustauscher kann man durch die qualitative Demonstration
des Ionenaustauschvorgangs überprüfen (-> Versuch). Außerdem kann
man die Kapazität der einzelnen Austauscher ermitteln (-> Versuch,
-> Versuch).
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