Стронций ионный обмен

Ионный обмен позволяет очищать различные промышленные сточные воды [41—43]. Для очистки радиоактивных сточных вод атомных электростанций рекомендовано использовать иониты и природные цеолиты, селективные к цезию и стронцию [44]. Природные цеолиты, в частности клиноптилолит, предложено использовать в качестве фильтрующей загрузки на водопроводных станциях (вместо кварцевого песка), что, помимо осветления, обеспечивает удаление избыточных количеств стронция, меди и цинка [4]. [c.10]

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]

Глауконит и вермикулит представляют собой железо-алюмосиликаты, содержащие магний и калий. В природе глауконит встречается обычно в виде глауконитового песка, окрашенного в зеленые тона, причем интенсивность окрашивания определяется содержанием коллоиднодисперсного минерала глауконита, сцементированного крем-некислотой. В реакцию обмена вступают лишь ионы калия. Глауконитовый песок обладает ничтожной пористостью и ионный обмен происходит преимущественно на внешней поверхности, поэтому его обменная емкость невелика (см. табл. 1). Обменными катионами у вермикулита являются магний и калий. Вермикулит проявляет поразительную селективность по отношению к определенным катионам. Так, было обнаружено, что из раствора 0,1 н. Na I -f +0,001 H. s l образец вермикулита поглотил 96,2% цезия и 3,8% натрия. Такую же высокую избирательность поглощения вермикулит проявляет и в отношении к микроколичествам ионов стронция в присутствии высоких концентраций солей натрия. Это свойство позволило применить вермикулит в качестве сорбента для поглощения радиоактивных примесей при дезактивации сточных вод. [c.40]

Рис. 2. Ионный обмен на целлюлозе из растворов хлоридов кальция, стронция и бария

Для цеолита типа X при нормальной температуре ионы На+ практически полностью обмениваются на катионы кальция и стронция. При ионном обмене с катионами бария, магния, лантана, иттрия и аммония глубокого замещения катионов На+ нет. Незамещенными остаются катионы Ыа+, расположенные в местах 5[. В последнем случае обмен лимитируется отще плением молекул воды от гидратированных обменных катионов, так как в гидратированном состоянии их размеры больще входных окон. Повышение температуры ионного обмена до 82 °С обычно обеспечивает глубокое, хотя и медленное замещение катионов Ма+ на ка-, тионы Ьа +. . [c.29]

Радиоактивные изотопы применяют для исследования распределения какого-либо элемента в данном веществе. Например, при добавлении радиофосфора Р (период полураспада 14,3 дня) можно судить о распределении фосфора в образце стали. По изотопам также можно судить о распределении в организме животного фосфора, стронция кобальта. Это — метод меченых атомов. Меченые атомы позволяют определять растворимость солей свинца — фторида, оксалата, сульфата (В. И. Спицын, 1917 г.), ионный обмен, экстрагирование, соосаждение, самодиффузию. [c.533]

Обменная адсорбция ионов стронция на прокаленном монтмориллоните. [c.110]

Определение констант равновесия и коэффициентов активности. Катиониты используются [481—484] для определения констант равновесной диссоциации комплексных соединений стронция с лимонной и винной кис.лотами. Для этого сравнивают равновесие ионита со стронцием в присутствии цитратов и тартратов с обменным равновесием полностью диссоциированных солей стронция. Этот метод было предложено использовать для определения состава комплексных фосфатов железа [465] и для исследования состава хромовых дубильных жидкостей [4, 5, 216, 217, 489, 535]. Прп этом при помощи анионитов и катионитов пытались определить относительное содержание анионного, катионного и нейтрального хрома. Однако этому методу присущи значительные ошибки, так как при контакте с ионитами равновесие между различными формами хрома нарушается. Такой же способ предложен [568] для определения коэффициентов активности различных ионов. [c.131]

Хотя метод экстракции практически вытеснил метод ионного обмена при очистке соединений тория, все же ионный обмен иногда может быть успешно применен. Например при отделении тория от РЗЭ и стронция был использован катионит АС-50 , на котором торий адсорбируется прочнее, чем все остальные элементы [839] при промывании колонки соляной кислотой различной концентрации можно очень четко отделить торий от стронция и всех РЗЭ. Этот метод рекомендуется для количественного выделения тория из монацита, например при работах по определению геологического возраста. литералов. [c.324]

Ионный обмен. Этот метод допускает несколько видоизменений. Часто применяют ионный обмен на катионитах, дополненный избирательным вытеснением поглощенных смолой катионов (отделение Na от алюминия, от магния, Rb от стронция), и обмен на анионитах. Последний метод весьма удобен для разделения систем, в которых один из элементов (выделяемый радиоактивный изотоп или сопутствующий элемент) обладает способностью образовывать устойчивые комплексы со специально добавляемым комплексообразующим агентом. [c.723]

Ионы бария (7-=1,43 А) полностью не обмениваются при комнатной температуре и, следовательно, оставляют незамещенными места Sj. Поэтому свободную энергию реакции ионного обмена Air рассчитывают с учетом того, что 16 ионов натрия не замещаются [6]. Для бария при 25 °С аймаке = 0,8, тогда как в случае кальция п стронция был осуществлен полный обмен [6, 30]. Энтальпия реакции обмена на двухвалентные катионы выражается небольшой положительной или небольшой отрицательной величиной. Избирательность обмена по отношению к кальцию и стронцию обусловлена главным образом положительным значением энтропии. Характер зависимости коэффициентов селективности от состава цеолитов (рис. 7.7) показывает, что в цеолите X определенная часть катионов бария и кальция в больших полостях находится в локализованном состоянии, в то время как в больших полостях цеолита Y основная масса этих катионов не локализована (гл. 2). [c.563]

Вследствие высокой адсорбции всей -активности и всего рутения стальной стружкой, можно предположить, что ионный обмен не был необходим. Однако в присутствии радиоактивного стронция только 70% удерживается стальной стружкой, а так как необходимо удалить 99,99% этого элемента, то обожженная глина и иониты необходимы. Обожженная глина сорбировала 18%, катионит 8% и анионит 0,81% от исходного содержания стронция. [c.502]

Предприняты попытки использовать электростатическую теорию для выяснения вопроса, почему в цеолите X происходит полный, хотя и медленный, обмен на ионы кальция, стронция и бария, в то время как в цеолите У обмен на эти катионы проходит быстро, ио не до конца. [c.569]

Электрод, чувствительный к кальцию, подчиняется предыдущему соотношению при активностях иона кальция не ниже 10 М и проявляет заметную селективность в присутствии ионов стронция, магния, бария, натрия и калия. Однако этот электрод нельзя использовать в растворах с рН=11 и выше в связи с осаждением гидроксида кальция и в среде с pH С 6 из-за конкуренции в обменной реакции с ионитами протонов с ионами кальция. [c.383]

Одно из важных направлений использования пенной сепарации — очистка сточных вод научно-исследовательских лабораторий и предприятий от радиоактивных элементов. Особенно важно удалить из сточных вод изотопы, которые имеют большой период полураспада и обладают значительной токсичностью (стронций-90, цезий-137, рутений-103 и 106, изотопы урана и др.). Обычно применяемые методы (соосаждение, ионный обмен) не всегда дают желаемый эффект или требуют для реализации введения дорогостоящих материалов. Например, изотопы рутения практически никогда не осаждаются полностью гидратами окисей и сульфидами металлов [39]. Цезий-137 плохо соосаждается с обычными гидроокисями и сульфидами. Он образует несколько нерастворимых соединений, однако для широкого применения в качестве осадителя заслуживают внимания, пожалуй, только ферроцианиды многовалентных металлов и калия, которые в виде соединений цезия хорошо переходят в пену [40, 41]. При проведении пенной флотации, которая имеет несомненные преимущества по сравнению с осаждением, эти и другие изотопы быстрее и полнее извлекаются из растворов. [c.124]

Этим методом щелочноземельные металлы удалить нельзя. Ионы хрома (III) (растворы хромовых квасцов и хлорида хрома) анионит в цитратной форме не поглощает или поглощает в незначительной степени. Количественное поглощение не происходит также на анионите в оксалатной форме. Однако после добавления к анализируемому раствору щавелевой кислоты и нагревания ионы хрома превращаются в способные к обмену анионные комплексы, вследствие чего на анионите в оксалатной форме достигается хорошее отделение хрома от щелочных металлов. Анионит в оксалатной форме с успехом применяется для отделения стронция-137 от таких элементов, как иттрий, церий, прометий, цирконий и ниобий, Стронций переходит в вытекающий раствор вместе с цезием [77] (ср. [6]). [c.307]

Для цеолита типа V при нормальной температуре даже кальций и стронций не приводят к полному замещению катионов Ка+. Во всех случаях остаются незамещенными труднодоступные катионы N3+ в местах Глубокий обмен катионов N3+в цеблйтй х типа X и У обеспечивается при ионном обмене с промежуточным прокаливанием [7] или под давлением при повышенных температурах [8]. [c.29]

В работе был изучен обмен между однозарядными ионами Н+, Ыа и двузарядными ионами Са +, 5г2+ в смолах с повышенным и пониженным содержанием ДВБ и предельные случаи обмена. В табл. 3 приведены эффективные коэффициенты диффузии, рассчитанные для обмена между ионами стронция и натрия. В табл. 4 для сравнения приведены [c.153]

Из табл. 3 видно, что эффективные коэффиценты диффузии при обмене между смолой в 5г-форме и раствором хлористого натрия на один порядок величин меньше эффективных коэффициентов диффузии, вычисленных для обмена между смолой в Ка-форме и раствором хлористого стронция, причем в первом случае они уменьшаются с уменьшением содержания ионов стронция в смоле и на последних стадиях обмена становятся равными коэффициенту диффузии ионов-микрокомпонентов стронция в смоле в Ыа-форме. При обмене ионов натрия из смолы на ионы стронция из раствора эффективные I , коэффициенты диффузии прибли- [c.154]

В настоящее время серьезной проблелюй является захоронение радиоактивных веществ, образующихся при переработке ядерного топлива. Исследования, проведенные в США, показали, что цеолиты могут быть использованы для выделения долгоживущих изотопов цезия и стронция. Указанные изотопы выделяют из жидких отходов радиоактивного производства, превращают в безводные хлориды цезия или фториды стронция и запаивают в металлические канистры для долговременного хранения. В качеств адсорбентов используются клиноптилолит, зеолон (морденит), NaA и AW-500 (см. гл. 9). Применяя зеолон, удалось выделить несколько килокюри изотопа s со степенью частоты выше 98% [2, 86]. Для извлечения радиоактивных изотопов пригодны цеолиты, обладающие достаточной химической стабильностью, устойчивостью к действию высокого уровня радиации. Другой метод хранения радиоактивных изотопов основан на их селективном извлечении при ионном обмене с последующей сушкой и дегидратацией изотопсодержащих цеолитов. Дегидратированные цеолиты, содержащие радиоактивные изотопы, запаивают в контейнеры, предназначенные для захоронения [87]. [c.606]

Изменения в структуре NaA в сильной степени зависят от парциального давления паров воды. При 600 °С цеолит весьма чувствителен даже к небольшим количествам паров воды. Природа обменного катиона оказывает существенное влияние на стабильность цеолита. Литиевая форма ведет себя так же, как натриевая, в то время как цезий, степень обмена которого не может превышать 30%, увеличивает стабильность цеолита. Аналогично обмен на калий, после того как была достигнута степень обмена, равная 40%, приводит к росту гидротермальной стабильности. Обмен на двухвалентные катионы кальций, магний и стронций повышает гидротермальную стабильность, причем магний вызывает наибольший эффект. Замечено, что с увеличением ионного радиуса двухвалентного катиона стабильность падает. В случае одновалентных катионов наблюдается обратная картина, т. е. д. гя цезия — иона с наибольшим ионным радиусом — имеет место наибольшее увеличение стабильности. Эти результаты, по-видимому, подтверж-данлтся рентгенографическими исследованиями обработанных па-ролг катионообменных форм цеолитов. Электронные микрофотографии согласуются с концепцией, согласно которой разрушение структуры распространяется с поверхности внутрь кристалла. Разрунгение кристалла, вероятно, протекает по механизму расслаивания путем отделения внешних слоев кристалла. За пределами определенного уровня обмена катион уже не повышает устойчивость цеолитов к действию паров воды так, при высоких уровнях обмена наблюдается только весьма небольшое увеличение стабильности. [c.506]

В соответствии с принципами ионнообменных равновесий были рассчитаны константы обменной адсорбции ионов кальция и стронция на почвах и найдена термодинамическая характеристика ДР, которая может быть использована для выяснения конкуренции кальция в явлениях поглощения и обмена ионов стронция почвами, а также для более глубокого понимания роли кальция как своеобразного буфера при переходе радиоактивных изотопов стронция из почв в растения. [c.131]

Среди осколков деления урана содержатся Sr и Sr <> (7 = 19,9 лет), которые могут быть использованы в качестве индикаторов. Выделение этих изотопов из продуктов деления производят хроматографически. Адсорбированные на ионно-обменной смоле изотопы стронция и бария эллюируют 5%-ной лимонной кислотой (рН=5). [c.268]

Однако, как оказалось, существует возможность доведения ионообменных реакций сильных электролитов до конца. Эта возможность реализуется в том случае, если процесс ионного обмена проводится не в гомогенной, а в гетерогенной среде, т. е. при введении в раствор твердой фазы, состоящей из способного к ионному обмену вегцостна — ионита. Тогда, в известной мере по аналогии со смещением равновесия вследствие увлечения одного из продуктов реакции в осадок, поглощение одного из иопов твердой фазой обеспечивает иногда довольно полное протекание процесса в желаемом направлении. В качестве иллюстрации приведенной выше аналогии между введением способной к ионному обмену твердо11 фазы с осадкообразованием уместно упомянуть работы, в которых было показано, что, нанример, в присутствии ряда современных высококачественных ионитов наблюдается растворение осадков сульфата стронция и даже бария, т. е. происходит переход соответствующего катиона из осадка в ионит. [c.6]

Наиболее полно изучена сорбция на клиноптплолите радиоактивных изотопов цезия и стронция [57, 77—79]. При этом предполагается последующее захоронение радиоактивных отходов [80]. Данные по хроматографическому разделению цезия, рубидия и калия показали, что разделение этих весьма близких по свойствам катионов может быть успешно осуществлено на клиноптилолите при помощи растворов солей аммония [81]. Ионный обмен на высококремнистых цеолитах может быть использован для концентрирования цезия и рубидия из технологических растворов и природных высокоминерализовапных вод, а также для получения чистых солей этих металлов. Использование высокоселективного морденита дает также хорошие результаты по концентрированию и разделению щелочных металлов [82]. [c.59]

Количество стронция, перешедшего в цеолит, оказывается гораздо больше эквивалентного и достигает 5.9 мг-экв./г (33%). Наличие в цеолите сверхэквивалентного стронция свидетельствует о более сложном механизме сорбции по-видимому, наряду с ионным обменом протекает процесс солевой адсорбции молекул Sr lj или Sr(N03)2- Удалось устано- [c.254]

Другой предложенный механизм объясняет зарождение второй твердой фазы (отличающейся уве.личенными размерами элементарной ячейки) перераспределением катионов. Рентгеноструктурный анализ [34] позволил установить расположение катионов в цеолите SrX (табл. 7.5), а также выявить изменение параметра элементарной ячейки цеолитов в зависимости от степени обмена на стронций (рис. 7.8) [34]. На основании этих данных сделан вывод, что нока стенень обмена не превышает 71%, несколько менее половины локализованных ионов стронция занимают места SJ ( -полости), а катионы натрия в местах Sj обмену не подвергаются. При X X 0,71 решетка цеолита слегка сжимается. [c.563]

Все это доказывает огранение кристаллов молекулярно-гладкими гранями, так как в противном случае повышенной подвижностью должны обладать либо ионы разрыхленного адсорбционного монослоя Л, количество кристаллизанта в котором меньше, чем в плотноупакованном слое 8, либо ионы слоев Л и 5, число которых больше, чем в плотноупакованном монослое. Аналогичные результаты по-лз чены при исследовании обмена мелких (г — 10 см) кристаллов сульфата свинца и стронция с водно-спиртовым раствором [55—57]. Одпако в этом случае процесс протекает значительно быстрее и приводит к вовлечению в массообмен плотноунакованного приповерхностного монослоя 8 за десять минут и первого глубинного монослоя Г за несколько часов при незначительной скорости обмена кристаллизанта остального объема твердой фазы. Такой вывод можно сделать на основе опытных данных, указанных в табл. 2. Согласно этим данным масса кристаллизанта у, вовлекаемая в обмен, меняется в процессе обмена в соответствии с формулой [c.67]

Для увеличения эффективности гетерополикислотного метода предложено [321, 323] радиоактивный раствор с концентрацией кислоты выше 1,0 н. пропускать снизу вверх через колонку, содержащую фосфоровольфрамат аммония, смешанный с носителем. Подобная фильтрация вследствие различной растворимости фосфоровольфраматов аммония и цезия приводит к обмену иона аммония на ион цезия. После сорбции цезия колонку промывают 0,3 н. раствором нитрата аммония и десорбируют цезий 10 н. раствором нитрата аммония. При этом конечный продукт — СзМОз содержит по 0,2 вес. % церия, европия и итгрия и по 0,1 вес. % рутения и стронция. [c.325]

Графики, иредставлеииьте на рис. 7.17, показывают значительные отклонения от линейной зависимости. В то же время скорости обмена между стабильными и радиоактивными катионами подчиняются линейной зависимости. Следует отметить, что обмен а" на Ва + (рис. 7.17) идет с высокой скоростью, хотя ионы бария но размерам превышают ионы стронция и кальция. Зная величины и Ь (табл. 7.16), можно сравнить характер самодиффузии ионов бария с ионами стронция и кальция. Эти данные показывают, что по сравнению с ионами кальция и стронция барий отличается более низкой энергией активации Е и более высоким коэффициентом самодиффузии [c.591]

При обмене патрия на кальций характер зависимости коэф- фициента селективности от степени обмена изменяется с температурой. В результате был сделан вывод, что ионы кальция взаимодействуют с анионными центра.дш 6-членных колец с образованием ионных пар. В случае стронция образование таких ионных пар менее вероятно, а ноны бария вообще не обнаруживают способности к образованию ионных пар. Следовательно, электростатические взаимодействия между ионами бария и каркасом проявляются довольно слабо, и полностью гидратированные ионы бария располагаются в а-нолостях цеолита А. [c.556]

Образование двух твердых фаз отмечено также при обмене натрия на калий в анальциме [31], натрия на литий в гармотоме и филлипсите [32], а также при обмене в синтетическом цеолите Р (В) [33]. В случае цеолита А подобных явлений обнаружено не было полная взаимная растворимость исходных и образующихся прп обмене форм, как но.лагают, связана с высокой подвижностью катионов. Для иона натрия коэффициент самодиффузии равен приблизительно 1 -Ю mV , а в апальциме он равен примерно 1 l0 . Поэтому образование двух твердых фаз при обмене натрия на стронций в цеолите X с этой точки зрения объяснить трудно. [c.563]

Более сильными восстановителями являются амальгамы щелочноземельных и, особенно, щелочных металлов. Обменные реакции с амальгамами привлекают внимание потому, что ртутный катод часто используется для выделения некоторых рзэ. Восстановление амальгамами можно вести для Ей, УЬ и 8т как до состояния так и до металлического состояния. Промежуточная стадия фиксируется обычно добавлением в раствор ионов 80" , которые связывают рзэ в мало растворимые осадки Ьп304, а в случае глубокого восстановления редкоземельный металл уходит в амальгаму. Амальгама стронция восстанавливает довольно полно Ей, несколько хуже— УЬ и с большим трудом — 8т. Остальные ионы рзэ ею не восстанавливаются, но при выделении осадков Ьп304 могут в значительной мере захватываться вместе с частицами самой амальгамы [1122, 1290]. При использовании такой методики часть ионов остает- [c.145]

Сорбенты на основе гетерополярных солей Ва804, ЬаРз способны к обмену ионов металлов и удерживанию ионов в дефектах структуры кристаллов. Например, Ва804 после специальной обработки используют для селективного выделения микроколичеств стронция. [c.114]

Продукт устойчив в разбавленных кислых растворах и обладает интересными и, вероятно, практически важными обменными свойствами, которые, по-видимому, основаны на обмене иона водорода в соответствующих гидролизованных формах. В опытах по сорбции следовых количеств из 0,5 н. растворов HNO3 получены значения Kd, равные для цезия 2-10 для стронция 6-10 , для европия 8-10 . Значе- [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология