Коэффициент разделения при обмене

Если в обменной реакции осадок — ион или твердое тело — ион принимают участие только те атомы осадка или твердого тела, которые находятся па поверхности, и если коэффициент разделения равен единице, то можно определить массу вещества, способного принять участие в обменной реакции, с помощью следующей пропорции [c.381]

Существует предположение, что в ионном обмене цеолит проявляет повышенную селективность по отношению к данному катиону в том случае, если этот катион был введен в цеолит в процессе синтеза. Эта гипотеза проверялась на примере обмена стронция и кальция. Специально были синтезированы стронциевый и кальциевый мордениты. Коэффициент разделения стронция и кальция ( Са) У стронциевого цеолита изменялся от 3,5 до 8,4, а у кальциевого — от 0,5 до 1,5. Синтетический стронциевый. клиноптилолит по избирательности к стронцию оказался близким к природному минералу [76]. [c.599]

Значение а> 1 приводит к разделению изотопов. Для всех изотопов (за исключением изотопов водорода) величина а обычно близка к единице. Разделение изотопов становится более эффективным, если процесс обмена проходит через ряд стадий обменных реакций (п). Для п стадий полный коэффициент разделения равен а". [c.385]

Зависимость статической обменной емкости, коэффициентов распределения Кр и коэффициентов разделения Кд от природы некоторых из исследованных ионитов [1481 [c.88]

На основании зависимостей, установленных в работе [14], которые можно рассматривать как примеры соотношения (11,6) С — энергия диссоциации молекул. С"—комплексное свойство), авторы дали рекомендации по подбору пар веществ при изотопном обмене. В частности, они установили, что коэффициент разделения изотопов будет максимальным при условии, что изотопный обмен будет происходить между двойными соединениями изотопных элементов с наибольшим различием энергий связи (см. также [13]). [c.314]

Обмен изотопов кислорода между двуокисью углерода и кислородом [202] происходит в течение нескольких минут, причем редкий изотоп О накапливается в молекулах СОг. Опытное значение коэффициента разделения 293= 1,060 превышает вычисленное ранее значение равновесного коэффициента разделения 293= 1,033 [206]. Расхождение может быть объяснено наложением других реакций, сопровождающих данную реакцию обмена изотопами кислорода, между двуокисью углерода и кислородом. Это в первую очередь образование озона, обогащенного изотопами 0 , происходящее в разряде в смеси СОа и О2 [121]. Обмен изотопами кислорода между СО2 и Оз может привести к увеличению содержания О в молекулах СО2. С другой стороны, атомарный кислород, образующийся при разложении озона, также может спо- [c.141]

Как указано в гл. 7. 4, коэффициенты распределения могут изменяться при использовании смешанных растворителей, например, водно-метанольных и водно-этанольных смесей. По отношению к анионному обмену в хлоридных средах эти изменения состоят, как правило, в увеличении коэффициентов распределения, благодаря чему достигаются более благоприятные значения коэффициентов разделения. На практике иногда возникают определенные затруднения из-за изменений в набухании. Несмотря на это, было разработано много хороших методов разделения с использованием смешанных растворителей. Среди них — разделения цинка, кадмия и ртути [c.369]

Рассмотренные выше варианты применения ионитов пригодны для разделения ионов, которые достаточно различаются по своей способности к обмену, определяющейся главным образом их зарядом и размером. Однако часто возникает необходимость разделять ионы металлов, принадлежащих к одному и тому же семейству, такие, ак лантаноиды, актиноиды, щелочноземельные металлы, платиновые металлы и т. д. Коэффициенты распределения этих ионов для определенного типа ионита весьма близки, И значение коэффициента разделения а приближается к единице, так что с помощью О писанных выше приемов не удается достигнуть эффективного разделения. [c.249]

Термодинамика. При распределении изотопов лёгких элементов широко используются гетерогенные реакции химического изотопного обмена (ХИО). Если константа равновесия реакции ХИО отличается от величины, отвечающей равновероятностному распределению изотопов между участвующими в обмене молекулами, то в этой реакции наблюдается термодинамический изотопный эффект и, следовательно, коэффициент разделения не равен единице. [c.244]

Значения коэффициента разделения и константы равновесия совпадают лишь в случае изотопного обмена между молекулами, имеющими только по одному атому элемента, изотопный обмен которого происходит, а также для таких реакций ХИО одного атома, в которых равны произведения чисел симметрии молекул исходных веществ и продуктов реакции. [c.244]

Разделение изотопов при ионном обмене. Заметные изотопные эффекты наблюдаются, как правило, при равновесии водных растворов солей, щелочей или кислот с твёрдым катионитом (или анионитом) к. Обычно процесс протекает при комнатной температуре и атмосферном давлении. Ниже приводятся наиболее изученные реакции изотопного обмена и величины наблюдаемых в них коэффициентов разделения [19] [c.266]

Наоборот, при обмене несимметричных молекул с молекулой о-п-кон-версия будет снижать а, особенно при Т < 50 К. Наконец, при обмене молекул 2 с несимметричными молекулами о-п-конверсия будет слабо влиять на изотопный эффект, поскольку снижение температуры даже до 20 К от 273 К приведёт к увеличению хуже сорбируемых молекул о-В2 всего лишь от 66,7 до 80%. Наибольшие изотопные эффекты наблюдаются в системах с синтетическими цеолитами, которые являются микропористыми сорбентами. Помимо природы цеолита коэффициент разделения зависит от степени его заполнения водородом (давления) и температуры. Большинство экспериментальных данных по изотопным эффектам получено на цеолитах А и X при Т 77 К и Р > 0,2 МПа, т.е. при высокой степени заполнения, когда а не зависит от давления (при разделении смесей Н2-НТ, В2-0Т и Н2-Н0-В2 на цеолитах МаА и МаХ при изменении давления от 0,1 до 2,7 МПа коэффициенты разделения оставались неизменными [23, 24]). [c.268]

В ряде химических реакций между соединениями, содержащими дейтерий, наблюдается некоторый эффект изотопного разделения. В табл. 2 приведены коэффициенты разделения при обмене дейте- [c.12]

Для получения более высокого коэффициента разделения плотность паров урана должна быть достаточно малой, так как с ростом плотности увеличивается обмен зарядами между ионами 11-235 и атомами П-238, что снижает селективность процесса. В то же время плотность паров урана не может быть чрезмерно низкой, чтобы не сократилась чрезмерно производительность установки. [c.481]

С малым и средним числом поперечных связей, что селективность ионитов любого данного типа с ростом числа поперечных связей увеличивается [18, 40, 54, 55]. Это подтверждается почти всеми теориями селективности, начиная с тех теорий, в которых главная роль приписывается осмотическому давлению набухания, и кончая теми теориями, в основе которых лежат представления об образовании ионных пар между противоионами и фиксированными группами или электростатических взаимодействиях более сложного характера. Принятое в настоящей главе представление об обмене как о распределении противоионов между концентрированным раствором (ионитом) и разбавленным раствором также хорошо объясняет увеличение селективности с ростом числа поперечных связей. В самом деле, при уменьшении числа поперечных связей облегчается растяжение матрицы ионита, что способствует поглощению ионитом большего количества воды и, следовательно, приводит к уменьшению концентрации фиксированных групп. Таким образом, фаза ионита становится более похожей на разбавленную фазу раствора, й поэтому коэффициенты разделения имеют тенденцию приблизиться к единице. Это справедливо, конечно, лишь в отсутствие специфических взаимодействий, дающих одному из противоионов преимущество перед другим (пример такого взаимодействия см, в разделе П.2). [c.191]

Наши рассуждения основаны на допущении, что селективность катионного обмена определяется в первую очередь различиями в степени гидратации обменивающихся ионов в фазе ионита и в водной фазе, тогда как прямое электростатическое взаимодействие катионов с сульфогруппами катионита играет подчиненную роль. Представление о том, что вода является главным источником сольватации катионов, по крайней мере в случае щелочных металлов, подтверждается характером изменения селективности с изменением числа поперечных связей в ионите. Установлено [18, 40], что с уменьшением числа поперечных связей коэффициенты разделения для соседних членов ряда селективности уменьшаются, приближаясь к единице для катионитов с очень низким числом поперечных связей (0,5% ДВБ). Этим обмен катионов щелочных металлов отличается от описанного выше обмена ионов галогенов, когда вследствие образования ионных пар селективность оставалась относительно высокой даже в случае слабосшитых анионитов. Простейшее, хотя и не единственно возможное объяснение этого отличия состоит в том, что катионы слабо взаимодействуют с фиксированными группами ионита тогда при уменьшении числа поперечных связей фаза ионита делается более разбавленной (т. е. более похожей на фазу раствора) и распределение ионов между фазами становится все более и более равномерным. [c.216]

Для многих пар металлов коэффициент разделения (при использовании как хлоридных, так и сульфатных растворов) весьма велик (например, роо/си 300, Рсо/ге>Ю ) и глубокое разделение достигается уже при однократном обмене (см. табл. 6). Разделения металлов, близких по свойствам, можно добиться проведением процесса [c.100]

Константа равновесия обменной реакции К (уравнение (20)] отличается от коэффициента разделения р тем, что в нее входят активности, а не концентрации. В некоторых случаях коэффициенты активности в смешанных растворах для обоих распределяющихся веществ приблизительно одинаковы. Тогда будет справедливо равенство [c.102]

Метод обменной дистилляции совмещает аппаратурную простоту процесса дистилляции с большим коэффициентом разделения, характерным для реакций химического обмена. Однофазная дистилляция ВРз дает коэффициент разделения а, равный 1,0075, т. е. изменяет изотопный состав менее чем на 1 %. [c.26]

К = Кп Ко — константа равновесия обменных процессов в некоторых случаях равна коэффициенту разделения [c.296]

Возможные реакции. В табл. 11.11 приводятся коэффициенты разделения при обмене дейтерием между некоторыми соединениями водорода, одно из которых представляет собой жидкость, а другое — газ. Коэффициент разделения а был получен [c.457]

Чтобы устранить необходимость в дорогостоящем химическом способе получения флегмы, ряд исследователей, в том числе Хартек и Зюсс [9], Спивак [32] предложили двухтемпературный процесс, в котором флегма создается с помощью второго обменного устройства, работающего, в отличие от первого, при другой температуре и с другим коэффициентом разделения. [c.458]

Коэффициент разделения а при таком обмене представляет собой средневзвешенное значение относительной летучести для простой абсорбции летучего компонента (в данном случае — H N) в жидкой фазе и константы равновесия реакции изотопного обмена в жидкой фазе К (в данном случае реакции H N + [c.470]

Следует также отметить, что приведенные в табл. 11. 13 значения коэффициентов разделения низки, а потоков — весьма велики обменные процессы используются вместо дистилляции только потому, что коэффициент разделения при дистилляции еще меньше, чем при. изотопном обмене. [c.470]

Рассмотренные в предыдущей главе методы разделения изотопов не применимы для элементов с атомным весом, превышающим 40, так как в этом случае коэффициенты разделения будут практически равны единице. Для элементов с высокими атомными весами используют диффузионные методы разделения или газовые центрифуги. Эти методы можно применять и для разделения изотопов легких элементов, однако в последнем случае дистилляция и изотопный обмен более эффективны. [c.475]

Целью работы является изучение влияния различных факторов на величину коэффициентов распределения при ионном обмене. В заключительной части работы проводят разделение близких по свойствам ионов статическим методом и экспериментально найденное значение коэффициента разделения сравнивают с вычисленным по отношению коэффициентов распределения этих ионов. [c.151]

Кроме того, полученные коэффициенты разделения обменных катионов между сосуществующими высококремнистыми цеолитами позволяют по катионному составу одного из них определить состав другого, что имеет большое значение, когда по каким-либо причинам невозможно выделить мономинеральные фракции обоих цеолитов из цеолитсодержащей породы, а только одного из них. Так, в последние годы в Закарпатье открыто крупное месторождение клиноптилолит-морденитового туфа. Достаточно выделить мономинеральную фракцию одного из этих цеолитов, чтобы рассчитать катионный состав другого и определить содержание каждого из них в этом туфе. [c.110]

Принцип метода определения величины поверхности кристаллического порошка заключается в следующем. Порошок сернокислого свинца взбалтывают с раствором, содержащим радиоактивный свинец. В результате обмена ионов устанавливается обменное равновесие, причем коэффициент разделения можно с достаточной степенью точности принять равным единице. Следя за изменением активности раствора во времени и постоянно переме-шивгя смесь, можно выяснить кинетику реакции обмена. Обычно реакции изотопного обмена подчиняются уравнению первого порядка. Степень обмена X через время t после начала реакции обмена может быть легко найдена из очевидного соотношения [c.381]

В соответствии с этой реакцией ион лёгкого изотопа, находящегося в растворе, концентрируется в амальгаме Ь1(ат). Коэффициент разделения для этой реакции зависит от растворителя, температуры и природы растворённой соли. Например, для хлорида лития, растворённого в диметилсульфоксиде (ВМСО) а = 1,049, а для иодида в том же растворителе и при той же температуре Т = 303 К), ск = 1,056. При обмене водного гидроксида лития зависимость а от температуры описывается уравнением [c.259]

Рассмотрим изотопные эффекты для углерода, азота, кислорода и инертных газов. В описываемых ниже системах независимо от числа в сорбируемой молекуле атомов элемента, изотопный обмен которого рассматривается, отсутствует концентрационная зависимость коэффициента разделения. Связано это с тем, что для молекул, содержащих два и более обменивающихся атома любого элемента, кроме водорода, константы ГМИО практически равны предельным значениям, отвечающим равновероятностному распределению изотопов. [c.270]

Обычно разделение изотопов методом химического обмена предпочитают в том случае, когда коэффициент разделения для обменной реакции достаточно велик и в наличии имеются эффективные средства получения флегмы, Чаще этот. метод применяется для элементов с малым атомным весом. В основу метода положен тот факт, что ко)1Станты равновесия реакций обмена отличны от единицы [c.345]

Помимо производства тяжелой воды дистилляция служит в основном для обогащения В . На установке в Кейпенхёрсте (Великобритания) производительностью 26,5 кг в год бора 95%-ного по В ° и на небольшой установке по производству В ° в Лейпциге (ГДР) разделение изотонов основано на низкотемнературной дистилляции ВРз. На британском заводе применен каскад из двух насадочных колонок, работающих при —100° С и снабженных вакуумированной рубашкой. Коэффициент одноступенчатого разделения равен 1,0075. В этом процессе легкий изотоп В ° концентрируется в жидкости. Интересно отметить, что, хотя в большинстве дистил-ляционных процессов тяжелые изотопы концентрируются в жидкости, эта закономерность не соблюдается для случая разделения изотопов бора. Так же необычно ведет себя при дистилляции не только ВРз, но и ВСЬ, дистилляция которого осуществляется редко из-за низкого коэффициента разделения. То же самое можно сказать и о процессе обменной дистилляции ВРз-(СНз)20. [c.349]

Анализируя коэффициенты разделения, ириведениые в табл. 13.3, нетрудно сделать вывод, что идеальным процессом для производства тяжелой воды является иротивоточный обмен воды с водородом. Уолтер с сотр. [3] опубликовали сообщения о работе укрупненной установки для обогащения дейтерия при давлении 200 ат методом обмена между водородом и водной суспензией катализатора — платинированного древесного угля. В других сообщениях, появившихся до опубликования этой работы, указывалось, что реакция обмена между водой и водородом даже в присутствии известных катализаторов протекает слишком медленно, чтобы ее можно было использовать в практических целях. Обмен между водородо.л и паром удовлетворительно катализируется платинированным древесным углем или хромоникелевым окисным катализатором. Однако эти катализаторы отравляются примесями, присутствующими в водороде, полученном любым промышленным методом, кроме электролитического. [c.354]

Наилучшим методом разделения легких элементов оказался химический обмен. Поэтому он был успешно применен для разделения изотопов водорода, бора, углерода, азота, кислорода и серы. Но для элементов с более высоким атомным весом коэффициенты разделения при химическом обмене слишком близки к единице, и разделения практически не происходит. Если обменные реакции, происходяидие в середине колонки, почти обратимы и на их протекание затрачивается очень мало энергии, то реакщш на обоих концах колонки необратимы и требуют очень большого расхода химических реагентов. В производстве тяжелой воды этих трудностей можно избежать, применив двухтемпературный процесс, при котором флегма получается в соседней колонке при температуре, отличной от температуры первой колонки. Но этот л етод требует установки вчетверо большего размера. Флегма оказывается особенно экономичной, если она создает продукты, имеющие сбыт, такие, как Н9504, получающаяся при обогащении обменом между N0 и НКЮз, или электролитические водород и кислород, образующиеся на заводе по производству тяжелой воды в Трейле, [c.363]

Метод ионообменной хроматографии в настоящее время широко используется для получения чистых препаратов редкоземельных элементов (РЗЭ) [1—4]. Известно большое число различных методик хроматографического разделения смесей РЗЭ, но многие из них носят эмпирический характер. Наряду с этим в литературе имеется ряд сообщений, посвященных выбору условий хроматографического разделения смесей. Мейер и Тонкине [5] использовали теорию тарелок для описания процесса элюирования РЗЭ раствором лимонной кислоты теоретические кривые вымывания совпали с опытными. Метод расчета применим также для определения чистоты РЗЭ, разделяемых при помощи процесса элюирования. Корниш [6], используя выражение, данное Глюкауфом для высоты, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), применил теорию тарелок для предсказания условий разделения смесей ряда элементов. В работах Масловой, Назарова и Чмутова [7,8] была рассчитана величина ВЭТТ для процесса вымывания церия раствором молочной кислоты, что дало возможность произвести расчет кривой элюирования и установить условия получения элемента с заданной степенью чистоты. В работе тех же авторов [8] на примере разделения церия и прометия молочной и пирофосфорной кислотами был проведен расчет процесса градиентного элюирования РЗЭ, с использованием теории Фрейлинга. Расчет удовлетворительно совпадает с экспериментальными данными. В работах Еловича и сотр. [9—12] получено выражение для расчета процесса разделения близких по свойствам элементов. На примере разделения трансурановых элементов при помощи ЭДТА показано решающее значение комплексообразования по сравнению с обычным ионным обменом. В работах Материной, Сафоновой и Чмутова[13] рассмотрена возможность применения фронтального анализа в ионообменной комплексообразовательной хроматографии. Авторы изучали процесс комплексообразования в зависимости от pH среды. Маторина [14] изучила зависимость равновесного коэффициента разделения от pH [c.170]

Кроме коэффициента разделения, при выборе оптимального процесса разделения изотопов должны быть рассмотрены такие факторы, как производительность отдельных аппаратов и расход энергии на единицу получаемого конечного продукта. С учетом этих факторов дистилляция и химический обмен более выгодцы [c.520]

Метод обменной адсорбции на кристаллических осадках чрезвычайно перспективен для хроматографии, особенно для разделения химически близких элементов. Так, коэффициент разделения рубидия и цезия на смолах дауэкс-50 [105] и амберлит-Щ-ЮО [106] составляет всего около 1,3—1,5 на цирконилфосфате равен 3,5 [107], а на фосфомолиб-дате аммония, изоморфном с соответствуюшими соединениями цезия и рубидия, он достигает 26 [108]. Однако необратимость адсорбции рубидия и цезия на фосфомолибдате аммония создает непреодолимые препятствия для использования этого метода в хроматографии. Следует искать системы, в которых один из элементов адсорбируется обратимо, а другой, от которого надо освободиться, необратимо. Так, хроматографией на (N1-14)2804 можно эффективно очистить цезий от примеси рубидия [коэффициент разделения 20 и более (табл. 2.20)] [104]. [c.78]

ТОГО циркония и чистого гафния представляет собой самостоятельный передел. Для разделения 2г и НГ предложено более 60 способов, которые можно объединить в следующие основные группы 1) дробная кристаллизация 2) дробное осаждение 3) адсорбция и ионный обмен 4) экстракция 5) селективное окисление и восстановление 6) ректификация. Из всех этих способов промышленное применение нашли дробная кристаллизация фтороцирконатов и фторогафнатов калия, экстракция роданидов циркония и гафния метилизо-бутилкетоном и экстракция нитратов трибутилфосфатом. Некоторые эффективные методы разделения (например, ионный обмен) применимы только в небольших масштабах, другие перспективные методы (например,ректификация и селективное восстановление) не вышли еще из стадии лабораторных исследований и опытной проверки. Целесообразность применения того или иного способа разделения в крупных промышленных масштабах определяется на основании сравнения основных показателей 1) коэффициента разделения (он должен быть максимальным при небольшом его значении требуется большое число ступеней разделения) 2) производительности (наиболее производительны процессы, обеспечивающие высокую концентрацию циркония и гафния в технологическом цикле, а также высокую скорость) 3) оборудования и условий его эксплуатации 4) сложности процесса (под этим понимают число требуемых химических превращений, стоимость и доступность реагентов, трудность их регенерации). Весьма важно не только сравнение процессов разделения по их показателям, но и то, как они согласуются со схемами переработки циркониевого сырья на металл и соединения [91—93]. [c.330]

Предложенный метод получения триметилгаллия осч состоит из двух операций получения триметилгаллия по обменной реакции в среде н-гептана и ректификационной очистки в колонне со средним резервуаром [5]. Причем сам синтез характеризуется высокой селективностью, что позволяет реализовать высокие химические коэффициенты разделения по ряду примесных компонентов. Изучены кинетика реакции равновесие жидкость — пар систем триметилгаллий — н-геп-тан — диметилалюминийхлорид, триметилгаллий — примесь массоиередача и гидродинамика ректификационного процесса глубокой очистки (высота единицы переноса, гидравлическое сопротивление и задержка насадки [5]). Это позволило т айти оптимальные параметры процесса хеморектификацион-ного синтеза и очистки триметилгаллия. На рис. 1 дана принципиальная схема установки для получения триметилгаллия. При этом трудоемкость на производство 1 кг триметилгаллия по сравнению с получением из сплава (Оа — Mg) более чем, в 6 раз ниже, а удельный объем аппаратуры, выраженный через отношение объема полученного продукта к объему исходных реагентов, меньше в 8 раз. Выход целевого продукта составляет 85—95% содержание отдельных примесей металлов 10 —10 мас.%- [c.223]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология