Алюминий ионный обмен

Глинистые минералы составляют группу слоистых и слоисто-ленточных силикатов и состоят в основном из двух структурных элементов - кремнекислородного тетраэдра и алюмокислородного октаэдра. Они характеризуются гидрофильной поверхностью, способностью к сорбции и ионному обмену [1,2]. Из-за изоморфного замещения атомов кремния и алюминия на катионы более низкой валентности плоские грани кристаллической решетки глинистых минералов приобретают отрицательный заряд. Его компенсация происходит за счет адсорбции ионов Mg Са, Ре", К и На" . Эти катионы представляют ионообменный комплекс глин. Сила взаимодействия катионов ионообменного комплекса с кристаллической решеткой глин обусловливает их физико-химические и механические свойства, в частности, набухаемость. При контакте глин с водой молекулы воды проникают в межплоскостное пространство структурных [c.199]

Комплексонометрический анализ различных сплавов, руд и концентратов. При комплексонометрическом анализе сложных объектов используют обычные приемы химического разделения (осаждение, ионный обмен, экстракция и т. д.) и маскировки (цианидом, фторидом, триэтаноламином, оксикислотами и другими реагентами), но почти все компоненты определяют комплексо-нометрическим титрованием. Например, при анализе сплавов цветных металлов, содержащих медь, свинец, цинк и алюминий (бронзы, латуни и т. д.), медь определяют иодометрически, а свинец и цинк — комплексонометрически после оттитровывания меди. Перед определением свинца цинк маскируют цианидом, алюминий — фторидом и титрование производят в присутствии соли магния. Затем демаскируют цинк, связанный в цианидный комплекс, раствором формалина и титруют ЭДТА. [c.244]

Многочисленные явления, относящиеся к сорбции ионов гидроокисями, могут быть истолкованы на основе ионообменного равновесия, хотя из результатов ранних работ не всегда ясно, протекает ли процесс сорбции во всем объеме твердой фазы или только на поверхности. Этот вопрос мо. но легко разрешить, определив полную емкость данной массы ионообменника в зависимости от его поверхности однако до настоящего времени подобные определения проводились очень редко. Свежеосажденные окиси трехвалентных металлов — очень эффективные сорбенты например, гидратированная окись железа хорошо сорбирует катионы щелочноземельных элементов (в соответствии с законом действия масс) [3] другие двухвалентные катионы [4] сорбируются при pH выше 7. Можно предположить, что катионы щелочных металлов и щелочноземельных элементов сорбируются на поверхности и легко элюируются, а катионы с более высоким зарядом (Се +, Рт +, Ки +) сорбируются во всем объеме ионообменника и вымываются с трудом [5]. Пока еще неизвестно, в какой мере это явление связано с ионным обменом, так как подобные ионы могут также соосаждаться на окислах. Амфотерные окислы, такие, как гидроокись алюминия, в зависимости от pH раствора могут сорбировать либо катионы, либо анионы, что может быть выражено следующим уравнением [6] [c.114]

Высокая избирательная способность окиси алюминия дает возможность получать четко разделенные зоны окрашенных ионов и молекул при сорбции их из растворов, что очень важно для аналитической хроматографии. Окись алюминия обладает свойствами как катионита, так и анионита, в зависимости от способа приготовления. Химически чистая окись алюминия практически не обладает способностью к ионному обмену. Для исиользования окиси алюминия в качестве ионита ее активируют, в резуль [c.149]

Н. А. Тананаев в капельном анализе, так как бумага частично представляет собой ионообменный сорбент. Ионообменные свойства бумаги обусловлены присутствием в ней ионов Са " ", что доказывается анализом золы после сожжения бумаги (зола содержит до 0,2% СаО). Ионообменную способность можно усилить, пропитывая бумагу золем гидроокиси алюминия. Ионный обмен позволяет разделять [c.151]

Ионный обмен характерен для таких твердых адсорбентов, как почвы, глины, силикагели, окись алюминия, а также для специально синтезируемых материалов типа смол. Все адсорбенты такого типа, для которых характерен процесс эквивалентного обмена ионов, называется ионитами, или ионообмен-никами. Иониты, обменивающие катионы, называются катионитами, а анионы — анионитами. [c.146]

Способность химических реагентов эффективно воздействовать lia структурно-механические свойства шламов основана на явлении ионного обмена. Частицы минералов благодаря наличию на их поверхности электрических зарядов сорбируют из окружающей среды катионы и анионы, которые недостаточно прочно удерживаются на поверхности частиц и при определенных условиях обмениваются на другие ионы. Наибольшая склонность к ионному обмену характерна для минералов глин. Причиной катионного обмена могут быть разорванные химические связи по краям кремнезем-глиноземистых слоев, несбалансированные заряды в результате замещения ионов кремния и алюминия ионами более низкой валентности, а также замещение водорода гидроксильных групп катионом, который может вступать в обменные реакции замещения. [c.280]

Существует огромное множество неорганических веществ, которые, как кажется с первого взгляда, могли бы выполнять функции ионообменников в определенных экстремальных условиях. К ним относятся прежде всего многочисленные природные минералы с силикатным скелетом, включающие в свой состав наряду с такими типичными для них катионами, как алюминий, кальций, железо, магний и т. д.-, катионы щелочных металлов, чаще всего натрия и калия, наиболее способные к ионному обмену. Не меньшее значение имеют силикаты, в которых способные к обмену ионы водорода находятся в форме гидроксильных групп или ионов гидроксония. [c.5]

Синтетический цеолит типа жисмондина кристаллизуется из системы, не содержащей катионов металла, в состав которой входит только ион ТМА [161]. Отношение Si/Al в ТМА-жисмондине больше, чем в его природном аналоге 3 и 1 соответственно. Внедрение большого органического катиона ограничивает число ионов алюминия, способных находиться в тетраэдрической координации, и в разультате отношение Si/Al увеличивается. Рассматриваемый цеолит ионным обменом можно перевести в натриевую форму, которая является кубическим цеолитом Р. Возможность такого превращения подтверждает тот факт, что основу структуры цеолита Р составляет алюмосиликатная решетка типа жисмондина. [c.322]

При затворении минералов, способных к ионному обмену, растворами кислых фосфатов алюминия в результате ионного обмена образуются нерастворимые фосфаты — гидраты, и система затвердевает. [c.141]

Иониты. Способностью к ионному обмену обладают многие природные вещества глины, апатиты, угли, а также синтетические вещества — плавленые цеолиты, молекулярные сита, гидроксиды железа и алюминия, смолы. Ионообменные смолы имеют особое значение. Только с их появлением ионообменные процессы нашли широкое промышленное применение. [c.386]

Кристаллическая решетка каркаса алюмосиликатов построена из силикатных тетраэдров, в части которых кремний замещен на алюминий. Для Т01-0 чтобы такая система оставалась электронейтральной, в нее должны входить катионы или протоны, образующие гидроксильные группы. Известно множество такого рода структур. Некоторые из каркасных алюмосиликатов имеют пористую трехмерную решетку и, подобно слоистым алюмосиликатам, способны как к набуханию, так и к ионному обмену. К такого рода алюмосиликатам относятся, в частности, цеолиты, которые интенсивно исследуются и как ионообменники, и как адсорбенты газов (см., например, [86] и [87]). [c.334]

Первые результаты по изучению влияния магнитной обработки растворов на ионный обмен опубликованы И. К. Цитовичем [98]. Используя данные о влиянии магнитной обработки на гидратацию ионов, он исследовал ионообменную сорбцию меди, цинка, кальция и железа синтетическим органическим ионитом (Н-катиони-том КУ-2) и неорганическим катионитом (хроматографирующей окисью алюминия). Концентрация растворов составляла 10 мг-экв ионов в 1 л. Растворы контактировали с ионитами —до установления ионообменного равновесия. Результаты опытов, приведенные в табл. 10, [c.77]

При фильтровании воды через сорбент содержание фтора снижается вначале до 0,1—0,3 мг/л, а затем постепенно снова повышается вследствие истощения поглощающей способности сорбента. При увеличении концентрации фтора до 1 —1,5 мг/л фильтр надо выключать для регенерации. Поглощающую способность сорбента восстанавливают раствором сернокислого алюминия. По окончании регенерации сорбент отмывают водой. При фильтровании через сорбент воды, содержащей фтор, происходит ионный обмен, в результате которого повышается концентрация ионов 50 в очищенной воде. [c.291]

Обычная фильтровальная бумага адсорбирует еще большие количества алюминия, что свидетельствует о том, что поглощение объясняется наряду с адсорбцией также и ионным обменом. [c.138]

Наиболее поздний обзор препаративных методов получения чистой окиси скандия приведен в статье Массонне [ ], где сделан вывод о том, что эта задача может быть решена лишь комбинацией методов разделения. Используя двукратное осаждение тартрата аммония-скандия, четырехкратную экстракцию роданида скандия диэтиловым эфиром, осаждение гидроокиси и очистку солянокислого раствора, содержащего скандий, с помощью селективного осаждения хлоридов редкоземельных элементов и алюминия и абсорбции примесей анионитами, Массонне получил окись скандия чистотой 99.99%. Однако содержание элементов-примесей в очищаемых им образцах не является характерным для окиси скандия, получаемой из типичного сырья, а некоторые из примененных методов очистки (эфирнороданидная экстракция, ионный обмен) характеризуются либо повышенным расходом реагентов, либо низкой производительностью, а также рядом других недостатков, препятствующих использованию их в больших масштабах. [c.300]

Мак-Даниэль и Мейер [49] провели контролируемую термическую обработку аммонийной формы и получили ультрастабильную. форму цеолита Y. Ультрастабильный цеолит Y, термическая устойчивость которого значительно повышена, меет сжатую элементарную ячейку. Стабилизованный цеолит Y получен в результате контролируемого прокаливания водородной формы, сопровождавшегося выведением алюминия из тетраэдрических положений каркаса [50]. Образующийся алюминий в катионной форме можно удалять ионным обменом с раствором едкого натра. Керр [51, 52] получил акже 5 [c.131]

Неподвижная фаза. Способностью к ионному обмену обладают некоторые минеральные материалы. Среди них цеолиты (анальцит, фозажит, стильбит), глинистые материалы (каолинит, монтмориллонит, слюды, силикаты). Такой способностью обладают также синтетические неорганические иониты (иониты на основе циркония, оксида алюминия), а также специально приготовленные сульфированные угли. Нашедшие наибольшее практическое применение ионообменные смолы состоят как бы из двух частей матрицы (каркаса), не участвующей в ионном обмене, и ионогенных групп, структурно связанных с матрицей. Такой матрицей чаще всего является сополимер дивинилбензола и полистирола. Дивинилбензол как бы сшивает поперечными связями цепи полистирола, что приводит к образованию зерен полимера, пронизанных порами. [c.604]

Цеолиты, водородную форму которых можно получить обычным ионным обменом с раствором кислоты. (Часть алюминия при такой обработке, безусловно, удаляется причем количество удаляемого алюминия зависит от того, какая это кислота, какова ее концентрация и т. д.) [c.357]

К синтетическим неорганическим сорбентам, обладающим способностью к ионному обмену, относятся силикагель, алюмосиликаты, труднорастворимые оксиды и гидроксиды ряда металлов (алюминия, хрома, олова, циркония, тория, титана и др.), полимерные соли циркония, титана и других элементов, соли гетерополикислот. Неорганические синтетические иониты отличаются большим разнообразием свойств, для них хара стерно селективное поглощение отдельных ионов из их смесей в растворах. В отличие от природных минеральных сорбентов, синтетические обладают в ряде случаев значительно большей на-бухаемостью в воде и водных растворах, что увеличивает степень участия ионогенных групп в сорбционном процессе. [c.41]

При контакте ионита с водными растворами электролитов происходит его электролитическая диссоциация, обеспечивающая возможность ионного обмена. Иойный,обмен представляет собой стехиометрическое замещение в обмен на каждый эквивалент одного иона, поглощенного из раствора, ионит отдает в раствор один эквивалент другого иона с зарядом того же знака. Прн адсорбции, в отличие от обменного процесса, адсорбент поглощает растворенное вещество (электролит или неэлектролит), не отдавая в раствор никакого другого вещества. Хотя это различие и кажется достаточно отчетливым, на практике часто трудно провести границу между названными процессами, так как ионный обмен почти всегда сопровождается адсорбцией, а большая часть обычных адсорбентов, например активный уголь, силикагель, оксид алюминия и др., могут действовать как иониты. [c.73]

Еще Г. Фрейндлих отмечал особую чувствительность тиксотропных золей к примесям. Восемнадцатичасовой контакт золгя окиси железа с серебряной пластинкой сократил период тиксотропного застывания приблизительно в 30 раз. Большое влияние оказывает на это характер среды. Снижение pH золей окиси железа с 3,86 до 3,11 увеличило время застывания с 82 до 9000 с. Причину усиления тиксотропии мы видим в поверхностном растворении металла и ионном обмене. В пределах диффузного слоя накапливаются перешедшие в раствор ионы, вызывающие ортокинетическую коагуляцию и упрочнение пограничных слоев. Проверка этих представлений при измерениях прочности структур методом тангенциального смещения пластинки показала, что при платиновой пластинке прочность минимальна — 448 дин/см , при переходе к медной пластинке увеличивается до 559 дин/см , а с алюминиевой — до 736 дин/см и более. Аналогичный механизм имеют и,другие случаи взаимодействия глин с металлическими поверхностями. При этом на них образуются характерные коагуляционные сгустки, иногда окрашенные, например, у поверхности раздела с железом. Пластинки, извлеченные из суспензии, покрыты налипшим глинистым слоем, тем большим, чем выше электролитическая активность металла и чем длительнее пребывание их в суспензии. Особенно сильно налипание на алюминии. В слабощелочных суспензиях алюминиевые пластинки в результате обрастания коагулированной глиной приобретают шарообразную форму. [c.245]

К физико-химическим методам очистки сточньк вод относятся коагуляция, флокуляция, сорбция, флотация, экстракция, ионный обмен, кристаллизация, электрокоагуляция, электрофлотация. В качестве коагулянтов применяются соли алюминия, железа и магния, известь, шламовые отходы и отработанные отходы отдельных производств. В качестве сорбентов применяются различные искусственные и природные пористые материалы зола, активированный уголь, коксовая мелочь, торф, силикагель и т.д. [c.43]

Другим перспективным направлением является разработка и использование неводных методов очистки полимеризата при нормальных или повышенных температурах, в частности инертных фильтрующих материалов, апротонных органических растворителей или химически активных комплексообразователей [5, 54]. Эти методы достаточно перспективны и экономичны, ибо химикаты-добавки применяются в количествах, соизмеримых с количеством используемого катализатора. В этом плане заслуживают внимания твердые сорбенты типа окиси алюминия, алюмосиликата и, особенно, иониты [5, 54, 55]. Оптимальным представляется Р1спользование доступных катионитов, например, сульфированных сополимеров стирола с дивинилбензолом, сульфированных госси-пола или госсипо.товой смолы в Н-форме в варианте с предварительной обработкой полимеризата небольшими количествами Сз-Сз-спиртов (для А1С1з) [54 . В этом случае ионит проявляет способность к ионному обмену и физической сорбции, что иллюстрируется следующими реакциями [c.348]

С практической точки зрения необходимо признать, что ионный обмен не очень селективный процесс. Чаще разделение на ионообменниках проводят путем изменения форм нахождения ионов в растворе, варьируя pH раствора или вводя комплексообразующие вещества, связывающие ионы в комплексы. Например, в щелочных растворах на анионообменниках алюминий, который в этом растворе существует в виде комплекса А1(0Н)4, можно отделить от щелочно-земельных элементов. Из солянокислых сред N (11), А1(Ш), У(Ш), ТЬ(1У) не сорбируются аннонообменниками, поскольку они не образуют анионных хлоридных комплексов, тогда как большинство металлов сорбируется, проявляя значительные различия в величинах констант обмена. [c.245]

В качестве неорганического ионита может служить специально активированная окись алюминия. Способ получения окиси алюминия, способной к ионному обмену, разработан Е. Н. Гапоном и Г. М. Шуваевой [7 . Он состоит в получении окиси алюминия осаждением из раствора алюмината натрия. Получаемому таким образом катиониту соответствует формула [(АЬОз) -АЮ Ыа +. Обрабатывая такой катионит 2 н. раствором азотной кислоты, получают анионит [(А120зЬ-А10 Ш0 . [c.76]

Теория двойного электрического слоя не была использована для объяснения рассматриваемого ниже явления, когда адсорбированные катионы способной вызывать коагуляцию простой соли могут оказаться фактором образования мостиковой связи при коагуляции кремнезема аналогично частично большим по своим размерам изоиоликатионам, таким, например, как катионы основных солей железа или алюминия. Если происходит формирование мостиковой связи, то количество (в расчете на единицу поверхности кремпезема) адсорбированных или способных вступать в ионный обмен катионов, вызывающих флокуляцию, должно уменьшаться с возрастанием размеров частиц. Не существует очевидного способа подтверждения того, что в процессе флокуляции подобные адсорбированные катионы будут концентрироваться вблизи мест контакта частиц между собой, как это следовало бы ожидать, если бы катионы образовывали мостиковые связи. [c.512]

И адсорбировались на поверхности кремнезема. Миндик и Ревен [425] приготовляли основные соли металлов в присутствии золя кремнезема смешиванием золя с солью металла и последующим удалением большей части анионов соли ионным обменом. Подобным образом золь с покрытием частиц оксидом титана приготовляли посредством гидролиза титансодержащего органического соединения в стабилизированном кислотой золе кремнезема при pH <2 и последующего нагревания смеси для того, чтобы вызвать осаждение оксида титана на поверхности кремнеземных частиц [426, 427]. Коварик [428] получил патент на частичное покрытие оксидом металла в виде АЬОз. Покрытие получалось смешиванием А12(ОН)5С1 с золем кремнезема и удалением ионов С1- с помощью анионита в бикарбонатной форме. Для устранения хлорид-ионов можно использовать основной ацетат алюминия, стабилизированный борной кислотой [429]. [c.565]

Различия в поведении, наблюдаемы при обмене катионов и анионов, можно объяснить тем, что катионы участвуют в обмене, связанном со слабой степенью изоморфного замещения, в равной степени, как и в обмене в сфере поверхностных гидроксильных групп, а анионы участвуют только в обмене на поверхности. В течение нескольких лет существовала иная гипотеза [21], согласно которой катионный обмен на каолините объясняется небольшой, но измеримой степенью изоморфного замещения последние исследования на тальке и пирофиллите подтверждают эту точку зрения [22]. Состав талька выражается идеальной формулой MgзSi40lo(OH)2, и в выбранном образце происходило замещение кремния на алюминий и железо с участием катионов натрия и калия, уравнивающих заряд. Образцы, переведенные в Н+-форму с помощью электродиализа, давали при титровании раствором едкого натра емкость, равную 0,0023 мг-эк 1е, независимо от размера частиц. Однако каолинит и пирофиллит имеют емкости 0,01 — 0,06 и 0,04 мг-экв/г соответственно, причем зависящие от размера частиц. Пирофиллит имеет структуру, сходную со структурой талька, с той лишь разницей, что магний замещается алюминием. Тот факт, что алюминий (ионный радиус 0,57 А) может заместить кремний (0,57 А) в тетраэдрических слоях, а магний (0,78 А) не может, обусловливает большую емкость каолинита и пирофиллита по сравнению с тальком. Однако в настоящее время нет достаточных данных, чтобы сделать выбор между двумя различными механизмами вероятно, в каолините могут иметь место оба механизма. [c.52]

Степень ионного обмена должна падать до нуля, когда заканчива- ется дегидроксилирование (при 600 °С). Ионный обмен обусловлен образованием соединения, в состав которого входит ион алюминия. [c.493]

Приведенные соотношения указывают на протекание двух конкурируюш,их процессов, а полученная кривая является суммой двух кривых. При температуре выше 400 °С образуется способная к ионному обмену катионная форма цеолита. Эта алюминиевая форма цеолита образуется в результате удаления алюминия из тетраэдрических положений и реакции с кислотными ОН-группами (см. разд. Г). Число катионов алюминия отвечает 50% первоначального числа атомов алюминия, присутствуюш,их в цеолите. В разд. Г обсуждается механизм образования катионов гидроксиалюминия. [c.493]

Весьма важным фактором является среда, в которой проводят термическую обработку аммонийной формы цеолита. Водородная форма цеолита Y быстро дегидроксилируется ири нагревании до 650 °С в инертном газе [140]. Если воду удаляют нагреванием в вакууме, полученный цеолит обладает относительно низкой термостабильностью. При ирокаливании цеолита в присутствии паров воды, термостабильиость материала значительно возрастает кристаллическая структура цеолита сохраняется при 1000 °С. Опубликованы также сообщения о том, что 25% атомов алюминия были переведены из тетраэдрических позиций в катионную форму эту часть атомов алюминия можно удалить из структуры ионным обменом на натрий (0,1 н. раствор NaOH). [c.523]

Катионный обмен на алюминий и стабилизация цеолитов. В работе [145] сообщается об обмене натрия в цеолите Y на А и ион гидроксония. Ионный обмен проводился с раствором А1(КОз)з при 70 °С и комнатной температуре Таким путем были получены цеолиты с различным содержанием катионов алюминия и протонов количество способного к обмену алюминия было определено обработкой раствором NaOH. Согласно результатам опытов, алюминий из тетраэдрических положений не удалялся. В итоге был сделан вывод, что присутствие алюминия в катион- [c.533]

Адсорбция (ионный обмен) [170]. Несколько микромолей ДНФ-аминокислоты растворяют в 0,5 мл метанола и вносят в колонку (1 X 10 см) с анионотропной окисью алюминия . Пропускают еще 0,5 мл метанола и количественно вымывают динитрофенол 2%-ной уксусной кислотой. После этого ДНФ-аминокислоты элюируют сначала небольшим количеством 0,1 н. NaOH (во избежание выделения СО2 и разрушения в колонке), а затем ) %-ным раствором NaH Og. После осторожного подкисления элюата соляной кислотой ДНФ-аминокислоты опять экстрагируют эфиром. Экстракт выпаривают, а сухой остаток после удаления динитрофенола растворяют в ацетоне (приблизительно [c.415]

Применяя метод избирательного отравл ения алюмосиликатных катализаторов ионами натрия из водных растворов [6], удалось показать снин ение их каталитической активности. В этом случае, как неоднократно было показано в аших работах [6, 9—11, 13], затрагиваются главным образом кислотные центры и не участвуют в ионном обмене группы свободной окиси алюминия. [c.305]

Исследуя оксалатные комплексы хрома и кобальта, Лонг [234] установил, что координированные оксалатогруппы практически не обмениваются с оксалато-ионами, находящимися в растворе, а в оксалатных комплексах железа и алюминия такой обмен протекает относительно быстро. [c.43]

Ионный обмен впервые был открыт и изучен около ста лет назад, когда было найдено, что некоторые глинистые минералы почвы могут удалять калиевые и аммонийные соли из воды, причем одновременно в воду переходит эквивалентное количество соответствующей соли кальция. В то время было найдено и изучено много природных ионообменных веществ (ионитов), и большинство из них являются неорганическими. Были разработаны многочисленные способы их практического применения одним из примеров является уменьшение жесткости воды при помощи цеолитов, которые представляют собой силикаты алюминия Ыа2А12514012. [c.587]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология