Равновесные распределения ионов

В результате прохождения некоторого объема раствора верхняя часть колонки (рис. XI. 3) полностью насыщается ионами В+ — верхняя зона)] в средней части колонки ионит содержит одновременно ионы А+ и В+ — переходная зона, а нижняя часть остается насыщенной только ионами А+ — нижняя зона. При дальнейшем протекании раствора переходная зона, двигаясь вдоль колонки, образует фронт — область, где концентрация ионов В+ более или менее резко уменьшается до нуля. Фронт называют острым, если концентрация ионов в этой зоне меняется резко — от некоторого конечного значения до нуля. Ширина переходной зоны характеризует остроту фронта ионов В+, которая определяется состоянием равновесия и кинетикой ионообменного процесса. Зоны могут быть симметричными и несимметричными (один фронт размыт, другой — острый). Форма зоны определяется характером равновесного распределения ионов между фазами ионита и раствора. Влияние равновесного фактора на остроту фронта переходной зоны связано с типом изотермы обмена, т. е. зависимости концентрации иона в ионите от концентрации его в растворе (см. рис. XI. 2). [c.684]

Это означает, что сила Р направлена внутрь раствора. С другой стороны, на ионы у поверхности действует градиент активности (химического потенциала). В результате возникает некоторое равновесное распределение ионов, при котором их концентрация уменьшается по мере приближения к поверхности раствора, так что Г <0. Если в растворе присутствует добавка органического вещества, то наблюдается его положительная адсорбция на границе раствор — воздух. [c.91]

На опыте установлено, что емкость двойного электрического слоя меняется с изменением потенциала электрода, тогда как в любом плоском конденсаторе с параллельными пластинами величина Са не зависит от потенциала. Емкость двойного слоя зависит также от специфической адсорбции ионов, температуры и концентрации электролита в растворе. Развивая представления Гельмгольца, Гуи и Чепмен предположили, что строго фиксированное расположение ионов в действительности невозможно, так как помимо электростатических сил на ионы действуют силы, обусловленные тепловым движением молекул, что приводит к размыванию двойного электрического слоя и появлению диффузионного распределения зарядов. Из-за теплового движения содержащихся в растворе частиц вблизи электрода устанавливается равновесное распределение ионов, которое полупило название диффузного слоя. В этом слое падение потенциала от электрода к внешней границе двойного слоя происходит по экспоненциальному закону (рис. 4.2, б), а концентрация ионов описывается выражением [c.127]

Равновесное распределение ионов между ионитом и раствором в статических, условиях можно описать с помощью теоретически выведенного Б. П. Никольским уравнения, аналогичного по своему виду закону действующих масс (Салдадзе и др., 1960) [c.93]

Энтальпия атомного разупорядочения в шпинелях, рассчитанная из экспериментальных данных о равновесном распределении ионов по подрешеткам [132] [c.110]

Одной из задач, возникающих при изучении равновесия, является нахождение уравнения, которое описывает равновесное распределение ионов между фазами раствора и ионита. [c.48]

Если искать эмпирическое уравнение, описывающее равновесное распределение ионов, то можно использовать любые способы выражения концентраций. Но если ставится задача нахождения константы равновесия процесса, термодинамических функций, коэффициентов активности ионов в фазе ионита, то выбор способа выражения концентраций становится существенным [c.48]

Поскольку в ионообменной хроматографии смолы сохраняют электронейтральность, разделение ионов между подвижной и стационарной фазами происходит при условии наличия эквивалентного количества противоионов. Поэтому коэффициенты разделения или распределения не могут являться критериями возмол<но-сти разделения вместо них используют коэффициент селективности для обозначения равновесного распределения ионов. Так, для равновесий (25-1) и (25-2) закон действия масс приводит к формуле [15] [c.536]

Равновесное распределение ионов в статических условиях можно описать с помощью теоретически выведенного Никольским [40, 41] уравнения, аналогичного закону действующих масс [c.16]

Процесс достижения равновесного распределения ионов между ионитом и раствором протекает во времени. Экспериментально обнаруженная зависимость скорости обмена от размеров зерен и температуры позволила процесс ионного обмена расчленить на следующие стадии [50—52] [c.25]

Все рассмотренные выше основные характеристики ионообменных процессов относятся к взаимодействиям, протекающим в водной среде. Практическое использование смеси катионитов и анионитов для очистки смешанных водно-органических растворов обусловливает необходимость выявления особенностей и установления некоторых зависимостей при обмене ионов в этих растворах. Однако ограниченность теоретического и экспериментального материала позволяет установить только качественную связь между некоторыми константами растворителя, кинетикой процесса и равновесным распределением ионов. Иониты в смешанном слое до сих [c.27]

Статический способ состоит в перемешивании смеси ионитов с раствором до достижения равновесного распределения ионов между ионитами и жидкостью. Количественно распределение ионов (11,8) описывается с помощью констант равновесия (11,23) и (11,29). Чем больше значение суммарной константы равновесия, тем глубже проходит очистка. [c.75]

Пусть равновесное распределение ионов описывается уравнением закона действия масс [c.57]

Предсказать величину на основании данных о равновесном распределении ионов и кинетики обмена можно с помощью тарелочной теории. [c.40]

Б табл. 6 и 7 приведены основные типы ионообменных систем и реакций, протекающих в этих системах, а также уравнения, отражающие равновесное распределение ионов между фазами нонита и раствора. [c.43]

Равновесное распределение ионов А+ и Н+ при гидролизе солевой формы ионита описывается тем же уравнением, что и при реакции нейтрализации. В отличие от последней в реакции гидролиза состав жидкой фазы не может произвольно варьироваться и всегда 7=1. [c.58]

Присутствие в ионообменной системе третьей фазы — осадка труднорастворимого соединения — обусловливает появление нового фактора, определяющего равновесное распределение ионов. [c.64]

Рис. 22. Влияние свойств и параметров ионообменной системы на равновесное распределение ионов.

Если бы скачок электрического потенциала отсутствовал, т. е. Ф = 0, то, согласно соотношению (1), равновесное распределение ионов удовлетворяло бы условию [c.200]

Очевидно также, что свойства бинарного ионного расплава соли определяют характер равновесного распределения ионов в исследованных системах. С этим обстоятельством мы связываем наблюдаемое обращение селективности обмена при переходе от расплава сульфатов к расплаву нитратов. [c.263]

При этом можно осуществлять процесс с достаточно высоким выходом по току, так как перенос ионов 0Н из катодного пространства в анодное, в большой степени ограничивается селективностью КОМ. Однако, в зависимости от типа мембраны и условий проведения электролиза, потери тока на перенос ионов ОН через мембрану из катодного пространства в анодное могут достигать значительной величины. Между раствором и поверхностью мембраны, омываемой щелочным католитом, устанавливается равновесное распределение ионов ОН-, причем содержание щелочи в мембране зависит от ее структуры и свойств и возрастает при увеличении концентрации щелочи в католите. Если концентрация шелочи Б католите невелика, незначительна и концентрация ионов 0Н в мембране, а следовательно, невелика доля тока, переносимая ими. С ростом концентрации щелочи в растворе увеличивается активность щелочи в мембране и доля тока, переносимого ионами ОН-, может возрастать до 20% и более от величины общего тока. [c.220]

Ионный обмен как мембранное равновесие. Проблема равновесного распределения ионов по обе стороны полупроницаемой перегородки, возникшая в коллоидной химии в связи с изучением осмотических свойств коллоидных растворов, была решена в 1911 г. Доннаном 124]. Им было показано, что если коллоидный (условно — нацело диссоциированный) электролит RNa расположить по одну сторону мембраны, непроницаемой для коллоидного аниона R, а по другую сторону мембраны поместить, например, раствор поваренной соли, то в состоянии равновесия вследствие полупроницаемости мембраны процесс диффузии не приведет к выравниванию концентрации всех ионов в обоих нространствах. Из условия равенства максимальной работы иоиов в обратимом изотермическом процессе при равновесии нулю [c.90]

В настоящей работе представляло интерес выяснить, как различие в зарядах и прочностях связи противоионов с фиксированными ионами смолы в исследуемой системе сказывается на их относительных подвижностях внутри ионита. В общем виде этот вопрос не решается, поэтому в каждом конкретном случае требуется специальное исследование. Такие исследования проводились рядом авторов [4—10]. Работы со смолами отечественного производства, в которых одновременно исследовались бы равновесное распределение ионов между смолой и раствором и их подвижности внутри ионита, нам неизвестны. Значение такого рода исследований [c.183]

Равновесное распределение, ионов, которое устанавливается у твердой стенки, аналогично равновесному распределению молекул газа в атмосфере под влиянием силы тяжести с тем лишь различием, что гравитационное поле не зависит от распределения молекул, а электрическое поле в случае двойного электрического слоя само является функцией распределения заряженных ионов. Число противоионов, находящихся у заряженной поверхности твердой фазы, по мере увеличения расстояния от границы раздела по направлению внутрь раствора, уменьшается по закону распределения Больцмана, а число потенциалопределяющих ионов увеличивается согласно тому же закону. Отсюда следует, что если концентрацию положительных и отрицательных ионов в точке, потенциал которг "i равен фж, соответственно обозначить через с+ и (в молях на единицу объема), то для расстояния а =00 [c.178]

Устойчивость гидрофобных коллоидов зависит главным образом от их электрокинетического потенциала, и коагуляция является результатом с катия двойного слоя ионов и, следовательно, уменьшения электрокинетического потенциала. Так как ионы подвергаются, с одной стороны, влиянию броуновского движения и десорбируются с поверхности коллоидных частиц, а с другой — притягиваются к поверхности кулоновскими силами, то равновесное распределение ионов характеризуется некоторым средним расстоянием мея ду ними и коллоидными частицами. Это среднее расстояние является функцией концентрации как электролита, так и золя, что н определяет правило Бартона — Бишопа, поскольку вполне обоснованно считать, что уменьшение этого расстояния (т. е. сжатие двойного слоя) при определенных условиях в более концентрированных золях оказывается более резко выраженным. Чтобы истолковать правило Шульце — Гарди, часто достаточно предположить, что ионы различной валентности вызывают коагуляцию пропорционально их заряду, и не обязательно принимать, что различна адсорбируемость этих ионов [120]. [c.261]

Процесс достижения равновесного распределения ионов между ионитом и раствором протекает во времени. Обработка экспериментальных данных, полученных при изучении зависимости скорости обмена от размеров зерен ионита и температуры, позво-бес.% НН4С1 дила выделить в ионообменном процессе следующие стадии 1) диффузию ионов в растворе к поверхности зерна ионита 2) диффузию этих ионов внутрь зерна 3) протекание реакции обмена ионов 4) диффузию вытесненных противоионов из объема зерна к его поверхности 5) диффузию вытесненных противоионов от поверхности зерна ионита в объем раствора. [c.96]

Для сходных ионов с равным числом зарядов при отсутствии комплексообразовапия отношение коэффициентов распределения может быть весьма близким к единице. При этом хроматографическое разделение ионов в равновесных условиях оказывается невозможным или, по крайней мере, очень трудным. Часто константы равновесия реакций комплексообразования для сходных ионов различаются между собой больше, чем коэффхщиенты распределения простых (некомплексных) ионов. Следовательно, в этих случаях для улучшения разделения могут быть использованы комплексо-образователи. Именно таким путем был достигнут решающий успех в разделении редкоземельных элементов (раздел 15. 6). Редкие аемли элюировались из катионита буферными растворами лимонной кислоты и цитрата аммония. Теория равновесного распределения ионов редкоземельных элементов между катионитом и цитрат-нымп растворами была развита Кетеле и Бойдом [63]. [c.77]

Для определения активности, которая соответствует равновесному распределению ионов церия, отбирают на подложку 1 мл раствора азотнокислого церийаммония. Подложка имеет форму плоской чашечки с внутренним диаметром 20 мл1 и углублением 2 мм. Пробу выпаривают на подложке под инфракрасной лампой, после чего измеряют активность этой пробы. [c.183]

Для нахождения равновесного распределения ионов смеси растворов НС1 и MeGla одинаковой общей нормальности с соотношением ионов Н+ и Ме2+ от 1 19 до 19 1 пропускали через равные навески катионита (обычно 1 г воздушно-сухого) в Н-форме, помещенные в колонки. Равновесие наступало, когда состав выходящего из колонок раствора становился равным составу входящего. Состав ионов в фазе обменника определяли после полного вытеснения обменивающихся ионов 1 N раствором NH4 I. Ионы Me + определяли трилонометрическим титрованием Zn + и d2+ с индикатором эриохромом черным Т, Gu2+ — с мурексидом ионы Н+ определяли титрованием щелочью. В ряде опытов методика была несколько изменена, о чем будет сказано ниже. [c.45]

При реакциях ионного обмена, протекающих за счет разности химических потенциалов в фазе ионита и в растворе электролита, по достижении в системе минимума свободной энергии устанавливается равновесное состояние. В соответствии с теорией мембранного равновесия Доннана [38], противоионы ионита стремятся диффундировать в раствор, что нарушает электронейтральность цони-та и ведет к поглощению эквивалентного количества ионов того же знака заряда из раствора. Процесс перераспределения ионов протекает до установления динамического равновесия [39]. На равновесное распределение ионов между раствором и ионитом значительное влияние оказывают природа последнего, величина сшивки (степень набухаемости), концентрация раствора, природа растворителя, pH среды, свойства обменивающихся ионов и другие факторы. Поэтому при теоретических и экспериментальных исследованиях ионообменных процессов значительные затруднения вызывает учет совокупности всех параметров, влияющих на ионный обмен. [c.16]

Во-первых, ионы В, находившиеся первоначально в растворе, должны подойти к поверхности зерен смолы, так как условие сохранения электронейтральности требует, чтобы ионы А не уходили из смолы до тех пор, пока в нее не войдут ионы В. Эта первая стадия переноса осуществляется частично за счет течения раствора, а частично за счет диффузии ионов в растворе. Затем, когда некоторое количество ионов В попадает в поры смолы, эквивалентное число ионов А может выйти наружу и, таким образом, обмен протекает путем диффузии по всему внутреннему объему обменника до тех пор, пока в конце концов не достигнется равномерное (равновесное) распределение ионов А и В. В то же время ионы А, вышедшие в раствор, также распределяются там по всему объему путем диффузии и кон векции. [c.150]

Работающий слой можно условно разделить на ряд элементарных слоев, в каждом из которрях устанавливается равновесное распределение ионов А и В между ионитом и раствором, т. . = пк где п — число элементарных слоев, или эквивалентных теоретических тарелок, к (или ВЭТТ) — высота эквивалентной теоретической тарелки. [c.40]

Рассмотрим теиерь реакцию ионного обмена, идущую прп погружении сферической частицы кислотной смолы в раствор соли, например хлорида натрия. Набухание п воде и распределение хлорида натрия будет совершенно таки. [ же, как и в зассмотрен-ном выше случае растворов соляной кислоты. Однако дополнительно мы должны рассмотреть равновесное распределение ионов Na " и Н между смолой и раствором. Как и для растворов соляной кислоты, полная концентрация катионов (H - -Na ) будет в общем случае много больше в фазе смолы, чем в фазе раствора. Следовательно, нельзя ожидать, что концентрации ионов Н и Ха одинаковы в обеих фазах. Можно предположить, что отношение концентраций H" /Na будет приближаться к одной и той же ве.личине в обеих фазах по мере установления равновесия. Оказывается, что именно это и наблюдается в действительности. Гипотеза Доннана заключается в том, что при равновесии активность любого способного к диффузии электролита одинакова в обеих фазах. На основании этого можно написать [c.58]

Таким образом, сохранение условия равновесного распределения иона GlOj между редокситом и водным раствором при изменении концентрации НСЮ в водном растворе достигается, в основном, лишь за счет перезарядки фаз. [c.279]

Эпштейн и Фракиевич [44] изучили релаксацию закаленных образцов MgPeaOj, т. е. ту скорость, с которой достигается равновесное распределение ионов при низких температурах. Они установили, что скорость релаксации подчиняется экспоненциальной зависимости типа [c.537]

Достижение равновесного распределения ионов по различным местам решетки например, иона магния по а- и Ь-положениям в MgFe204. Относящиеся к этому типу процессы релаксации обсуждались в разделе XVIП. 1.2. [c.566]