Ионообмен статика

Ионообменная статика дает представление [c.48]

В соответствии с масштабами использования в практике неорганического анализа большое внимание в книге уделено ионообменной хроматографии, ионообменникам, рассмотрению закономерностей статики и динамики ионообменных процессов, а также использованию ионитов, особенно органических, в аналитической химии. [c.4]

Динамика ионного обмена описывается системой уравнений статики, кинетики и материального баланса. Однако кинетические модели ионного обмена различны. Процесс может контролироваться внешней или внутренней диффузией, или химической реакцией между ионитом и компонентом раствора. Иногда он зависит от других факторов, например от изменения объема ионита, от диффузионного электрического потенциала, который может возникать, если ионы имеют разные заряды и разные подвижности, и проч. В связи с этим предложено множество кинетических уравнений для разных вариантов механизма процесса. Априорный выбор той или иной кинетической модели, а следовательно, и кинетического уравнения для конкретного ионообменного процесса обычно затруднителен — требуется предварительное экспериментальное исследование. Чаще всего закономерности кинетики ионного обмена в основном тождественны таковым для диффузионных адсорбционных процессов, где массопередача в значительной мере зависит от гидродинамических условий. Вопросы кинетики ионного обмена рассмотрены в монографиях [52, 83а, 107, 145, 180, 181]. [c.309]

Константа обмена позволяет количественно характеризовать равновесие ионного обмена. Статика ионообменного равновесия имеет большой теоретический и практический интерес. Предложено несколько эмпирических уравнений для описания статики ионного обмена. Наиболее удовлетворительным считается уравнение Б.П. Никольского, используемое для прогнозирования условий хроматографического разделения ионов (см. 8). [c.423]

Процессы ионного обмена между твердым ионообменным сорбентом (ионитом) и раствором электролита, по существу, представляют собой некоторый частный случай хемосорбции, поэтому статика, кинетика и аппаратурное оформление ионообменных процессов во многом близки к процессам адсорбции. [c.542]

Основная цель применения ионообменной хроматографии для многочисленных задач технологии и анализа состоит в разделении смесей и поглощении отдельных компонентов их. Естественно, что и теория ионообменной хроматографии должна основываться на рассмотрении одновременного процесса обмена всех компонентов смеси. Однако до настоящего времени при расчетах как по статике, так и по динамике ионного обмена обычно исходят из законов статики обмена индивидуальных ионов. Степень такого приближения не всегда обоснована. Упрощенный подход объясняется в основном тем, что расчет реальных систем, представляющих собой смеси ионов, связан с громоздкими математическими вычислениями, которые для задач статики сводятся к решению систем нелинейных алгебраических уравнений, а для задач динамики— к решению систем нелинейных дифференциальных уравнений с частными производными. Многочисленные работы по статике обмена индивидуальных ионов свидетельствуют о том, что даже в этой сравнительно более простой области исследования окончательно не решены вопросы о механизме обмена и, следовательно, о количественных закономерностях, которым подчиняется обмен. [c.12]

Хроматография представляет собой сорбционный динамический метод разделения смесей любой природы, определяемый рациональным выбором сорбента. Б каждом виде хроматографии разделение смесей является результатом различий скоростей перемещения зон компонентов по слою сорбента. Б случае ионообменной хроматографии перемещение компонентов по слою сорбента является результатом или вытесняющего действия ионов промывающего раствора сравнительно высокой концентрации (простое вытеснение) или резкого снижения сорбируемости компонентов разделяемой смеси вследствие образования ими с промывающим раствором комплексных отрицательно заряженных ионов (комплексообразующее вымывание на катионитах). Специфика хроматографического процесса в обеих этих системах находит свое отражение в математической модели, в которой, как известно, различие динамики и хроматографии передается особенностями начальных и граничных условий, а специфика хроматографических систем, главным образом, уравнением статики. [c.91]

Самсонов Г. В., Условия обострения фронта при ионообменной хроматографии, Сборник Хроматография , Изд. ЛГУ, 1956, стр. 22. а м с о и о в Г. В., Законы статики и динамики сорбции сложных ионов. Тезисы докладов совещания по хроматографии. Изд. АН СССР, 1958, стр. 15. [c.224]

Вторая часть сборника посвяш ена вопросам статики ионообменной сорбции. Получены новые данные в изучении ионообменных свойств углей и цеолитов. Продолжается исследование закономерностей сорбции ионов на таких наиболее употребительных отечественных ионитах, как КУ-1, КУ-2, АВ-17 и др. Серия работ посвяш,ена очень интересному вопросу исследования сорбции на ионитах органических ионов. [c.3]

Проницаемость ионообменной смолы определяется второй стадией процесса, зависящей от величины сорбции ионов и коэффициента диффузии, который в свою очередь определяется размером диффундирующего иона и сопротивлением среды. Коэффициенты диффузии вытесняемого и вытесняющего иона а также первая и пятая стадии процесса определяют кинетику процесса ионного обмена. Величина сорбции ионов смолой зависит от сродства иона к смоле и степени ее набухания и определяет динамику или статику ионного обмена. Таким образом, проницаемость ионообменной смолы зависит от статики и кинетики обмена и то и другое зависит от степени набухания. [c.516]

Одиннадцать глав книги охватывают почти все вопросы жидкостной хроматографии. Изложение начинается с описания современных ионообменников — ионообменных смол, их синтеза, свойств, стабильности и областей применения. Вопросам статики (равновесия), кинетики и динамики уделяется несколько глав, снабженных обширными библиографическими списками. Вариантам применения ионного обмена в гетерогенных системах посвящены последующие разделы книги. В них описаны неорганические и жидкие ионообменники, читатель знакомится с ионообменными бумагами, тонкослойной ионообменной хроматографией и т. п. Все эти материалы предлагаются отнюдь не в описательной форме обсуждается теория процесса, метод рассматривается с количественной точки зрения и иногда в нескольких вариантах. Последняя глава книги посвящена изучению комплексных ионов при помощи ионообменной хроматографии в колонке, на бумаге и с применением мембран. [c.5]

СТАТИКА ИОНООБМЕННЫХ СИСТЕМ [c.30]

ИОНООБМЕННЫЙ СОРБЦИОННЫЙ АНАЛИЗ Статика [c.44]

Статика ионного обмена связана с выводом уравнения изотермы ионообменной адсорбции, так же как и статика молекулярной хроматографии связана с изотермой Лэнгмюра—Шишковского. К. К. Гедройц установил основные закономерности ионного обмена. [c.45]

О ВЛИЯНИИ температуры на установление ионообменного равновесия и на скорость обмена было уже подробно сказано в разделах Статика и Кинетика , а также Термодинамика ионообменных процессов (178), где приведены важные термохимические данные. Ниже даны некоторые замечания, существенно интересующие практика. На практике влияние температуры проявляется часто в побочных явлениях изменение степени диссоциации внешнего раствора, набухаемости обменника и т. д. Определенное вторичное влияние температуры на величину обменной [c.340]

С этих позиций ионный обмен рассматривается как гетерогенная химическая реакция двойного обмена и равновесие (статика) описывается законом действующих масс [81—85]. Обоснование такого подхода и удобную форму записи этого закона применительно к ионообменным процессам предложил Б. П. Никольский [c.15]

Успехи математического моделирования статики, кинетики и особенно динамики ионного обмена открыли широкие перспективы расчета реальных, практически важных ионообменных процессов. Необходимость таких расчетов вытекает из того обстоятельства, что динамика ионного обмена характеризуется большим числом независимых параметров. Если даже для переработки данного исходного раствора ионит выбран на основании априорных соображений пли простейших, обычно равновесных, опытов (определение коэффициентов распределения компонентов), то динамический процесс может быть реализован на различном количестве [c.17]

В высших комплексах РЗЭ на один ион приходится более чем один лиганд, а также комплексы чаше всего бывают анионными. Анионные комплексы не поглощаются катионитами ни за счет ионообменной, ни за счет молекулярной (необменной) сорбции. Поэтому теория процесса ионообменного хроматографического разделения индикаторных количеств смесей РЗЭ относительно проста и достаточно хорошо разработана (особенно Теория статики разделения) [1]. [c.184]

В пособии изложены основные принципы. хроматографического анализа в применении к исследованию многокомпонентных растворов неорганических ве-ш,еств, теоретическое обоснование каждого метода, рассмотрены возможности того или иного хроматографического метода (ионообменная, распределительная, осадочная, адсорбционно-комплексообразовательная, окислительно-восстановительная хроматография в колоночном, бумажном и тонкослойном вариантах) при решении различных задач, какие могут возникнуть в работе химика-аналитика как в чисто прикладном аспекте, так и в процессе научного эксперимента. Большое внимание в настоящем учебном руководстве уделено ионообменной хроматографии, ионообменни-кам и рассмотрению закономерностей статики и динамики ионообменных процессов, а также использованию ионитов, особенно органических, в аналитической химии. [c.2]

Теория ионообменной хроматографии сложна вследст вие многообразия химических и физических явлений, характерных для обменного поглощения ионов на ионообменных сорбентах. В соответствии с природой этих явлений она слагается из статики (равновесия), кинетики и динамики ионообменных процессов. Ниже рассматриваются элементы теории ионообменно-хроматографического метода [c.172]

В начале 50-х годов в Харьковском научно-исследовательском хи-мико-фармацевтическом институте (ныне ГНЦЛС) под руководством член-корр. АН УССР Н.А.Измайлова проводились фундаментальные исследования статики и динамики сорбции природных лекарственных веществ на молекулярных и ионообменных сорбентах. Параллельно разрабатывались технологические процессы выделения этих веществ из [c.189]

Давидова исследовала с помощью радиоиндикаторных и радиохроматографических методов сорбционные свойства ионообменных целлюлоз [83—86]. Изучалась также статика и динамика сорбции аминокислот на ионитах [87—94]. [c.83]

Сборник посвящен итогам исследований в области теории ионного обмена и хроматографии. В нем приводятся новые данные по кинетике статике и динамике ионообменной сорбции на различных типах неорго/-нических и органических ионитов (отечественных и иностранных марок), сведения о сорбции на ионитах различных групп неорганических и органических веществ (щелочные и щелочноземельные металлы, редкие и редкоземельные металлы, комплексные соединения, органические кислоты, аминокислоты и другие соединения). [c.2]

Избирательностью ионообменной сорбции легко регулировать при помощи изменения pH раствора в случае неполностью диссоциированных веществ. Ири этом необходимо сочетать степень диссоциации понов в растворе со степенью диссоциации функциональных групп применяемых ионитов. Используя слабые иониты в солево форме, можно простым фронтальным способом (фильтрацией раствора через колонку) разделить сильные и слабые электролиты. Элютивный метод позволяет в один прием разделить ряд соединений в соответствии с их диссоциацией. Подобным образом, например, осуществляется разделение аминокислот [26, 27], хотя решающую роль здесь играют законы динамики сорбции, согласно которым последовательность сорбции п вытеснения компонентов может оказаться иной, чем при учете одних лишь законов статики ионного обмена. [c.24]

В работе [2] проанализирована статика непрерывного реакционноректификационного способа этерификации уксусной кислоты этанолом. Предложен вариант, позволяющий получить 100%-ную конверсию уксусной кислоты. Параллельно нами исследовалась возможность этерификации уксусной кислоты этанолом в емкостном реакторе с ионообменной смолой КУ-2 и насадочной колонкой для отгонки этилацетата в составе тройной азеотропной смеси с этанолом и водой. Представляло интерес выяснить влияние режима ректификации, в частности, флегмо-вого числа, на производительность реакционно-ректификационного узла при постоянной тепловой нагрузке на реактор. [c.116]

В общем виде диффузия в многокомпонентной системе частиц, взаимодействующих между собой по линейным законам, рассмотрена в [90]. В ионитах, помимо чисто ионообменной сорбции, особенно при больших концентрациях, наблюдается заметная сорбция необменивающихся ионов. Следовательно, в силу электронейтральности в ионите должен быть некоторый избыток ионов против стехиометрии обменивающихся ионов. Статика сорбции этих нестехиометрических ионов, обусловленная законами мембранного равновесия, описывается вогнутыми изотермами [91]. Кроме того, часть диффундирующего вещества находится в микротрещинах и в сорбированном состоянии на поверхности этих микропор. [c.83]

При составлении и обосновании схем ионообменных разделений необходимо знать, каково взаимодействие между адсорбируемыми ионами, извлекающими ионами и ионитом. Большинство ионообменных разделений осуществляется при неравновесных условиях. Там где играют роль химические факторы, знание равновесных состояний дает возможность определить, как будут изменяться эти факторы при работе в неравновесных условиях. Для случая, когда распределение растворенного вещества между ионитом и жидкой фазой остается постоянным по всей колонне, можно сравнительно просто экстраполировать статические данные на работу в динамических условиях. Ниже будет подробно рассмотрено, как можно осуществить разделение катионов на основании имеющихся данных о реакциях катионитов в статических и динамических условиях. При этом предполагается, что читатель знаком с теориями статики и кинетики ионообменных реакций, изложенными в статьях Уо.таона и Томаса (см. стр. 7 и 34). [c.182]

Один из основных компонентов ионообменной системы — сорбент — стандартизуется или по непосредственно интересуюш им водоподготовку (а потому ограниченным) показателям, или как химический реагент. Обычно приводятся данные по обменной емкости, набухаемости, химической устойчивости, механической прочности и пр. В то же время, если пе непосредственно расчет любых ионообменных систем, то хотя бы подход к такому расчету был бы значительно облегчен, если бы во всех работах, даже прикладного характера, приводились бы данные о наиболее важных величинах, характеризующих статику и кинетику (а следовательно, и динамику) ионного обмена константам равновесия и коэффициентам внутренней диффузии. [c.84]

Тем не менее представляется полезным рассмотрение элементов теории ионного обмена и ионообменной хроматографии. П])едставление о статике ионного обмена позволяет подойти к вопросу о факторах, определяю-ш,их различие в сорбируемости ионов, т. е. к вопросу об избирательности поглош,ения. Знание элементов кинетики ионного обмена дает возможность, хотя и качествепно, но целеустремленно подбирать рациональные зернение сорбента, скорость течения рас]вора и пр. Знание динамики ионного обмена, в которой суммируются представления о статике и кинетике процесса, дает возможность, иногда — при использовании эмпирических констант, подойти к расчету ионообменных установок, работающих в простых динамических условиях (водоиодготовка и пр.). Представление об элементах теории ионообменной хроматографии позволяет понять связь между статическими и динамическими характеристиками, познакомиться с распределением вещества в зоне хроматограммы. [c.85]

В настоящее время число оригинальных работ по теории гетерогенных ионообменных процессов весьма велико, но в них, естественно, излагаются, иногда весьма математизированным языком, результаты исследований в той или иной сравнительно узкой области. Вопросы теории освещаются и в монографиях, и в сборниках по ионному обмену, хотя и не всегда достаточно полно так, в ряде книг основное внимание уделяется статике ионного обмена [1—3], статике и равновесной динамике [4—7], статике и кинетике [8]. Там же, где в той или иной степени рассматриваются одновременно статика, кинетика и динамика [9—12], весьма неполно освещаются работы советских исследователей и не всегда делаются выводы о практически важных вытекающих из теории следствиях. В настоящей статье делается попытка краткого целостного изложения простейших представлений по статике, кинетике и динамике ионного обмена и по ионообменной хроматографии при этом основное внимание уделяется описанию физической картины того или иного процесса (а не его количественному рассмотрению) с некоторыми выводами практического характера. По замыслу все это должно позволить широкому кругу химиков-аналити-ков и иня енеров-технологов ознакомиться с основными направлениями работ в области теории ионного обмена и рационально подходить к уточнению условий проведения опытов и к уяснению их результатов. [c.85]

Особый случай статики и кинетики ионообменной хроматографии представляет собой разделение смесей близких по свойствам компонентов при помощи комплексообразующих реагентов. Статика такого процесса, наряду со статикой простого обмена, опродоляется равновесием образования комплексного соедине[1ия, что описывается величиной константы неустойчивости. До сих пор не создана точная теория, описывающая распределение вещества между смолой н раствором в присутствии комплексообразующих реагентов возможно, что это объясняется математическими трудностями одновременного рассмотрения двух равновесий. На практике для подбора оптимальных условий разделения смесей при помощи комплексообразующих реагентов пользуются или неиосредственно эмпирическим уточнением условий, или прибегают к экспериментальному определению коэффициентов распределения компонентов анализируемой смеси между смолой и раствором при изменении одного из параметров опыта, например, кислотности раствора. [c.123]

Значение резких границ для процессов ионообменной сорбции и соответствие этих процессов разработанной теории динамики сорбции можно иллюстрировать на примере вытеснения антибиотиков—стрептомицина и ауреомицина — из ионитов [78]. Результаты изучения законов статики обмена трехзарядиых ионов стрептомицина с ионами натрия на пермутите и однозарядных ионов ауромицина с ионами водорода на сульфосмоле СБС-2 приведены в табл. 6. [c.249]

Как видно из рис. 18 и 19 в процессе сорбции в динамических условиях ионов из двухкомпонентной системы кальций — триметилбензилам-моний на сульфосмоле СНФ в Na-форме при Сц < С1,р(где Сцр = 0 02 N) происходит вытеснение ионов триметилбензиламмония. В том с.чучае, если общая концентрация вводимых ионов превышает критическую (со>Сцр), происходит вытеснение ионов кальция. Возможность изменения порядка перемещения ионов в ионообменной хроматографии приводит к заключению об отсутсиши целесообразности в построении сорбционных рядов ионов в зависимости от их способности вытеснять друг друга. Эти результаты можно также рассматривать в качестве доказательства того положения, что вытеснение ионов из ионита в динамическом процессе полностью определяется законами динамики (а не статики) сорбции. [c.252]

В предлагаемой вниманию читателя книге Гриссбаха, высокоэрудированного специалиста, в течение многих лет занимающегося разработкой методов получения различных ионообменных сорбентов, делается попытка обстоятельно и с возможно большей полнотой описать наиболее важные методы получения ионообменных сорбентов и физико-химических исследований их свойств. Такой всесторонний охват материала — основное достоинство книги, выгодно отличающее ее от многих других книг по ионообменным сорбентам, в которых дается обычно только описание ионообменных смол. Наряду с этим в книге Гриссбаха большое внимание уделяется теории ионообменных процессов — статике, кинетике, динамике и хроматографии. Стремясь [c.5]

Как указывалось выще, в последние годы появилось значительное количество ценных научных исследований в области статики и кинетики ионообменных процессов. Были экспериментально и теоретически изучены многочисленные отдельные факторы и установлены новые эффекты. При этом среди них были найдены некоторые технически интересные кроме того, многие ранее не изученные обстоятельства получили новое объяснение с точки зрения известных физических закономерностей или химических представлений. В то же время еще многие вопросы остались открытыми. Большой интерес представляет в настоящее время вопрос о причинах селективности ионообменных процессов. Исследования Грегора, Бойда, Глюкауфа, Беккера, Рейхенберга и др. указали на важнейшее значение термодинамических функций активности ионов и набухания сорбентов. Новые исследования показали также, что некоторые имеющие значение индивидуальные факторы столь сильно перекрываются, что процесс трудно описать с чисто термодинамической или чисто химической точек зрения. Тонкие вопросы состава и структуры обменников, стерические факторы и обусловленные ими локальные энергетические взаимодействия (образование ионных пар, ван-дер-ваальсово взаимодействие) накладываются друг на. друга. Ценные результаты дали проведенные Баррером исследования природных цеолитов, работы Крамера по соединениям включения, исследование образования и устойчивости комплексных ионов, коллоидно-химических явлений и др. (Дей-ел). К сожалению, мы пока еще не располагаем окончательным объяснением специфичности многочисленных реакций обмена. [c.250]

Теоретические вопросы динамики ионного обмена разрабатывались советскими учеными на основе представлений о статике и кинетике процесса молекулярной хроматографии, развитых с учетом специфики ионообменных реакций. При этом ставилась задача создания упрощенных методов расчета ионообменных колонн и фильтров. Следует, однако, отметить, что наличие большого числа физико-химических факторов, управляющих процессом, — пабз хание сорбента, специфичность адсорбции ионов и в особенности ионов многовалентных металлов, температура проведения опыта и гидродинамика течения, — еще не позволяет в настоящее время предложить универсальный метод расчета колонн и фильтров, хотя в этом направлении достигнуты известные успехи. В сборник включены работы, отображающие современное состояние теории ионного обмена и ионообменной хроматографии, а также работы, посвященные изучению закономерностей при обмене ионов на ионитах отечественного производства (Е. А. Матерова, В. И. Парамонова, В. А. Клячко, К. В. Чмутов, Т. Б. Гапоп, А. Т. Давыдов, Б. В. Рачинский и др.). [c.3]

Совокупное рассмотрение математических моделей статики и кпнетики при одновременном учете закона сохранения вещества позволило создать теорию динамики ионного обмена. Как известно, подавляющее большинство ионообменных процессов про- [c.16]

Сфорыулпрпнаны принципиальные преимущества метода и дан оПзор лит -" ратуры по исследованию и применению ионообменных процессов. Показано значение работ по синтезу и изучению ионообменных сорбентов, определяющее на каждом атапе возможную практическую реализацию ионообменных процессов. Рассмотрены типичные применения ионного обмена в технологии неорганических веществ и в химичес1 ом анализе. Обобщены основные работы по статике, кинетике и динамике ионного обмена и отмечен разрыв между теоретическими исследованиями и запросами практики. Показано особое значение исследований по оптимизации ионообменных процессов и на этой основе сформулированы перспективы развития в области исследования и применения ионообменных процессов. [c.269]

Таковы основные закономерности статики ионообменного процесса. В кинетическом отношении сорбция, как и любой гетерогенный процесс, складывается из следующих стадий а) внешняя диффузия — перемещение сорбирующихся ионов из раствора к поверхности сорбента и десорбируемых ионов от поверхности сорбента в раствор б) внутренняя диффузия — перемещение сорбирующихся и десорбируемых ионов по порам и 80 [c.80]

Количественные закономерности обмена неорганических ионов изучались многими учеными. Большую роль в создании учения о поглотительной способности почв на основе исследования закономерностей ионного обмена имели работы советских ученых академика К. К. Гедройца [13], И. Н. Антипова-Каратаева, Г. М. Кадер [14], Е. Н. Гапона [15], Б. П. Никольского и В. И. Парамоновой [16], установивших основные законы статики ионообменного равновесия. [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология