Affinità dei Scambiatori Ionici Organici: Costante di Affinità e Fattori Influenti
Gli scambiatori ionici sintetici, specialmente i copolimeri stirene-divinilbenzene, sono ampiamente impiegati nelle tecniche analitiche. La selettività di uno scambiatore, ovvero la preferenza relativa per lo scambio di uno ione rispetto a un altro, è influenzata dal grado di reticolazione.
Una volta fissato il grado di reticolazione, gli scambiatori ionici manifestano differenti affinità per i diversi ioni. L’affinità ionica rappresenta la tendenza dei vari ioni a fissarsi sulla resina.
Secondo la ricerca, l’affinità dei cationi o anioni per gli scambiatori aumenta con l’aumentare della carica ionica e con il decrescere del raggio di idratazione. Tale affinità è strettamente correlata al rapporto carica-raggio che definisce la polarizzabilità dello ione, la quale a sua volta è legata al carattere acido o basico dello ione stesso.
È stato dimostrato che le affinità crescono con la carica nel modo seguente: Me^4+ > Me^3+ > Me^2+ > Me^+. Le resine basiche ad alta polarità, invece, rispettano una particolare scala di affinità.
L’affinità di uno ione è anche influenzata dalla sua concentrazione, poiché essa ha un impatto sul coefficiente di attività dello ione. Poiché l’affinità dello ione cresce col diminuire del suo coefficiente di attività, e poiché il coefficiente diminuisce con la concentrazione ionica, si può dedurre che l’affinità aumenta con l’incremento della concentrazione.
La selettività degli scambiatori dipende da diversi fattori come la carica, il raggio ionico e la concentrazione ionica. La costante di equilibrio con il polimero è l’indice numerico che definisce la selettività dello scambiatore.
Infine, per soluzioni molto diluite, si può ammettere che i coefficienti di attività siano unitari, e l’equazione associata alla costante di affinità può essere semplificata.
In sintesi, la comprensione dei fattori che influenzano la costante di affinità dei scambiatori ionici organici è cruciale per comprendere il loro comportamento nelle tecniche analitiche.