SERDOLIT^® Chelatbildner-Harze

Die SERDOLIT^® CHELITES^® sind eine spezielle Form der Kationenaustauscher. Diese Harze binden selektiv polyvalente Kationen über komplexbildende, funktionelle Gruppen. Das Entfernen von Schwermetall-Ionen aus Lösungen erfolgt schnell und vollständig. Da die Harze auch Ionenaustauscher-Eigenschaften haben, ist es notwendig, vor der jeweiligen Anwendung das Harz mit dem entsprechend eingesetzten Puffer zu äquilibrieren.

SERDOLIT^® Chelite CHE ist ein makroporöses auf Polystryol-basierendes, DVB quervernetztes Harz. Als funktionelle Gruppen trägt das Harz Iminodiessigsäure-Gruppen (IDA). Die Selektivität für Schwermetall-Ionen gegenüber Alkali- und Erdalkli-Ionen ist sehr hoch. Aufgrund der makroporösen Struktur ist das Harz stabil gegenüber osmotischem Stress, und die durch die Struktur bedingten kurzen  Diffusionswege für die Ionen ermöglichen eine verbesserte Reaktionskinetik. Die Selektivität für bestimmte Ionen hängt von deren Konzentration, Gegenwart anderer Ionen und dem pH-Wert ab. Details zur pH-Wert-Abhängigkeit finden Sie in Tabelle 7. Die Affinität des Harzes zu einem bestimmten Ion kann über den pH-Wert beeinflusst werden. Um den gewünschten pH-Wert zu erreichen, werden meist Pufferlösungen eingesetzt. Um pH 4 zu erreichen, wird das Harz zunächst mit 10 Bettvolumen 500 mM NaH₂PO₄/Na₂HPO₄, pH 4 und danach mit 10 Bettvolumen dest. Wasser gewaschen.
Da SERDOLIT^® Chelite^® CHE eine extrem hohe Affinität zu polyvalenten Kationen besitzt, ist das Lösungsvolumen für die Regenration höher als bei schwach sauren Kationenaustauschern.

Tabelle 7: Selektivitäten des SERDOLIT^® Chelite^® CHE für Kationen bei unterschiedlichen pH-Werten

pH	0.5	2	2.5	3	3.5	4	5	5.5	7
Eluiertes  Kation	Hg2+	Cu2+	Pb2+	Ni2+	Cd2+  Zn2+   CO2+	Al3+	Mn2+  Ca2+	Mg2+ Ba2+	Na+ H+

 

Die relative Selektivität des Harzes für verschiedene Kationen bei neutralem pH-Wert nimmt in der aufgeführten Reihenfolge ab:

Hg²⁺ > Cu²⁺ > Pb²⁺ > Ni²⁺ > Zn²⁺ > Cd²⁺ > Co²⁺ > Fe²⁺ > Be²⁺ > Mn²⁺ > Ca²⁺ > Sr²⁺ > Ba²⁺ >> Na⁺, K⁺

SERDOLIT^® Chelite P ist ein makroporöses auf Polystryol-basierendes, DVB quervernetztes Harz. Als funktionelle Gruppen trägt das Harz Aminomethylphosphonat-Gruppen. Der Unterschied zum SERDOLIT® Chelite® CHE ist hier die größere Affinität für Kationen mit geringem Molekulargewicht, z. B. Mg2+, Ca2. Außerdem hat SERDOLIT® Chelite® P eine hohe Selektivität für Übergangs- und Schwermetall-Ionen (Pb, Cu, und speziell Zn). Beim Wechsel der H+-Form zur Na+-Form quillt das Harz um ca. 50 %.

pH-Arbeitsbereich
Das Harz kann sowohl im neutralen, als auch basischen und sauren Bereich eingesetzt werden. Da aber die Kapazität vom pH-Wert abhängt, empfehlen wir folgende Minimum-pH-Werte:

Table 8: Selektivitäten des SERDOLIT^® Chelite^®  P für Kationen bei unterschiedlichen pH-Werten

pH	2	2.5	3	4.5
Eluierte  Kationen	Cu2+ Pb2+	Zn2+	Cd2+ Ca2+	Mg2+ Ni2+ Sr2+  Co2+

 

Relative Selektivität
Die relative Selektivität des Harzes für verschiedene Kationen bei neutralem pH-Wert nimmt in der aufgeführten Reihenfolge ab:

Fe³⁺ > Pb²⁺ > Cu²⁺ > Al³⁺ > Zn²⁺ > Mg²⁺ > Ca²⁺ >> Cd²⁺ > Ni²⁺ > Co²⁺ > Sr²⁺ > Ba²⁺ > Na⁺