Обменная адсорбция на угле

Уголь, не обладающий полярностью, казалось бы, не может адсорбировать ионы сильных электролитов. Однако опыт показывает, что уголь не только способен избирательно адсорбировать ионы электролитов, но на нем могут протекать и явления обменной адсорбции. Уголь является практически наиболее важным адсорбентом, поэтому подробно рассмотрим причины обменной адсорбции на угле. [c.151]

Прежде всего следует отметить, что древесный или животный угли могут проявлять способность к обменной адсорбции вследствие содержания в них небольшого количества неорганических веществ. Так, уголь адсорбирует из раствора метиленовой сини окрашенные катионы красителя и отдает взамен их в раствор-неокрашенные ионы Са +. Однако, как показал опыт, к обменной [c.151]

Н. А. Шилов объяснял обменную адсорбцию на обеззоленном угле с совершенно иных позиций. Согласно Н. А. Шилову, при получении или активировании угля на его поверхности возникают тончайшие слои окислов, не являющиеся новой фазой и прочно связанные с кристаллической решеткой.адсорбента. Эти окислы, образующиеся на поверхности угля, полученного в одних условиях, реагируя с водой, могут давать карбоксильные группы, способные обменивать водород на катион. Иначе говоря, такой уголь будет вести себя как кислота. При получении угля в других условиях на его поверхности могут образоваться при взаимодействии с водой гидроксильные группы. Такой уголь способен обменивать гидроксил на анион, и, таким образом, он является основанием. Если получение или активирование угля проводить при промежуточном режиме, когда на его поверхности образуется примерно одинаковое число групп первого и второго типа, то уголь будет обладать амфотерными свойствами и изменения pH раствора не наблюдается. [c.153]

Среди горных пород, залегающих в данном массиве, ионообменные процессы приобретают особое значение в отношении ископаемых углей. Следует отметить, что уголь, не обладая полярностью, казалось бы, не может адсорбировать ионы сильных электролитов, од ако это не так. Уголь не только адсорбирует ионы сильных электролитов, но даже при малой зольности (т. е. отсутствии примесей минеральных солей и других соединений) способен к обменной адсорбции. Это явление академик А. Н. Фрумкин объяснял тем, что уголь способен насыщаться и кислородом, и водородом (как газовый электрод), в результате чего и проявляется его многосторонняя способность к обменной адсорбции. [c.218]

Активированные угли. Активированные угли получают по специальной технологии, одной из стадий которой является обжиг угля при высокой температуре, в результате чего выгорают наиболее легко окисляющиеся органические вещества и образуется пористая структура (Очистка производственных сточных вод, 1967). Казалось бы, что уголь, не обладающий полярностью, по своей природе не должен адсорбировать ионы сильных электролитов, но опыты показывают, что на угле может протекать обменная адсорбция. [c.87]

Обменная адсорбция имеет большое практическое значение, когда имеют дело с коллоидно-дисперсными системами (почва, глина, уголь, всякие дисперсные осадки, животные и растительные организмы и т. д.). Обменная адсорбция у твердых дисперсных систем впервые установлена агрохимиками, что объясняется ее большим практическим значением для сельского хозяйства. [c.223]

Ранее отмечалось, что для адсорбции из водных растворов в качестве сорбента широко используют уголь. Уголь — гомополярный сорбент и, казалось бы, не должен адсорбировать сильные электролиты. Опыт, однако, показывает, что совершенно чистый уголь, свободный от зольных элементов, не только способен адсорбировать ионы из растворов сильных электролитов, но на нем могут протекать процессы обменной адсорбции. [c.197]

В обменной адсорбции участвуют разнообразные поглотители. Замещающий ион К1 находится в адсорбенте или как составная часть молекул его (гетерополярный адсорбент), или (у неполярных адсорбентов) как составная часть примеси. Например, типичный неполярный поглотитель — уголь — участвует в обменной адсорбции за счет содержащейся в нем золы. [c.251]

Гидролитическая адсорбция. Освобожденный от золы и газа уголь адсорбирует из водных растворов электролитов только растворитель и не адсорбирует ионы растворенных солей. Такой уголь не изменяет реакцию среды растворов электролитов. Если же уголь содержит адсорбированный кислород или водород, то в растворах электролитов наблюдается своеобразная обменная адсорбция, приводящая к резкому смещению реакции среды в кислую или щелочную сторону. Сущность протекающих здесь процессов была выяснена А. Н. Фрумкиным с сотрудниками (1927—1930). [c.253]

Выделение рения адсорбцией и ионным обменом. Методами адсорбции и ионного обмена извлекают и концентрируют рений из разбавленных растворов. Активированный уголь [c.299]

Адсорбция и ионный обмен. Распределение изотопных молекул между адсорбентом и газом или раствором неравномерное. Повторение процесса адсорбции и десорбции ведет к разделению изотопов. На практике разделение лучше всего достигается с помощью адсорбционной (газовой или жидкостной) или ионообменной хроматографии. Хроматографическую колонку наполняют одним из видов адсорбентов (активированный уголь) или ионообменных материалов (смол, цеолитов и т.п.). По мере продвижения изотопных молекул или ионов изотопов по колонке идет их разделение. [c.454]

Выделение адсорбцией и ионным обменом. Методы адсорбции и ионного обмена применяются для извлечения и концентрирования рения из разбавленных растворов. Активированный уголь способен поглощать рений как из кислых, так и из щелочных растворов. Адсорбция носит молекулярный характер. При адсорбции из более концентрированных растворов емкость угля по рению увеличивается, очевидно, за счет дополнительного поглощения рения менее активными центрами угля. Состав раствора имеет большое значение для адсорбции. Сульфатные ионы не мешают адсорбции рения [23], тогда как тиосульфатные ионы, образующиеся при окислении сульфидов, резко снижают емкость адсорбентов по рению [25]. Молибден поглощается углем одновременно с рением. Поэтому перед адсорбцией рения следует удалять молибден из раствора, например, методом ионного обмена. [c.621]

Как показали исследования [24], емкость угля увеличивается при переходе от щелочных растворов к нейтральным и кислым. Для адсорбции рения были испытаны активированные угли различных марок. Наилучшими из них оказались угли АГ-Н, АГ-3, АГ-5, КАД, СКТ. Уголь КАД имеет полную обменную емкость в щелочной среде 0,6%, в нейтральной 2,3% и в кислой 4,9% от массы угля (при пропускании чистых растворов с 30 мг/л) [24]. При сорбции из промышленных растворов емкость КАД оказалась менее 0,1 %, а у угля СКТ-0,2% [25]. [c.621]

Поверхностные окислы угля и зола, загрязняющая поверхность технических углей, не оказывают существенного влияния на ИХ адсорбционные свойства в отношении органических веществ — неэлектролитов. Однако имеются данные, что при определенной ориентации молекул жирных кислот на границе раздела уголь — раствор, когда группа СООН направлена к углю, возможен обменный характер адсорбции, обусловленный присутствием поверхностных окислов. В то же время для кислот, обращенных к углю группой СНз, наблюдалась только молекулярная адсорбция [27]. [c.147]

Таким образом, в зависимости от предыстории уголь оказывается способным к адсорбции из растворов солей катионов или анионов в обмен на Н или ОН". [c.197]

Так, уголь, поглощая основную краску (например, метиленовую синь), отдает в раствор катион кальция или другие катионы из солей своей золы. При адсорбции красителей на целлюлозе (фильтровальная бумага) эта последняя в обмен дает ионы из своей минеральной составной части (главным образом из силиката кальция). Аналогично протекает процесс адсорбции красителей каолином, а также растительными и животными волокнами. [c.252]

Хроматографическая адсорбция может быть применена для разделения глюкозы и сахарозы, а ионный обмен—для очистки фруктозы . В качестве адсорбента употребляется уголь, а в качестве растворителя и проявителя—этиловый спирт. [c.144]

Из сопсктавления рис. 1 и 2 следует, что предельная величина кислотности оказалась различной для образцов, отравленных ионами и На. Первоначальные участки кривых отравления вследствие различных размеров радиусов ионов имеют различный угол наклона. Из рисунка видно, что при одинаковом количестве введенных ионов Ы и На образец с и показывает меньшую степень отравленности, чем с ионом Ыа. Чтобы исключить экранирующее влияние иона большого размера и ближе подойти к истинному значению предельной кислотности, были использованы опытные данные, полученные при обмене с ионами лития. Интересно отметить, что обменная кислотность, определенная из рис. 1 методом экстраполяции, совпадает с величинами максимальной обменной адсорбции (рис. 3), вычисленными нами по урав- [c.251]

Электрохимическиё методы очистки — ионный обмен электролиз и другие — теперь применяются на передовых по технике предприятиях. Они не требуют больших площадей, применения реактивов и сравнительно просты в эксплуатации [47]. Применяются для очистки больших объемов сточных вод. В Англии применяются самые современные методы глубокой очистки сточных вод,— обратный осмос, активный уголь, окисление при высоких температурах (350 С) и повышенном давлении (20 МПа) осадок после уплотнения сжигается [48]. В Японии применяются электродиализ, гиперфильтрование, фильтрование с применением силы магнитного притяжения, ионный обмен, адсорбция на активном угле [49]. [c.12]

На гомеополярных поверхностях, каковой является в частности уголь, способность к обменной адсорбции может быть вызвана его обработкой (прокаливание при соприкосновении с водой в атмосфере газа). Уголь, в зависимости от обработет, может иметь различный заряд и на своей поверхности различный электрический слой, ионы которого способны эквивалентно обмениваться на одновалентные ионы раствора. [c.225]

Поглощение одного из ионов в значительно большем количестве, чем другого, вело бы к накоплению огромных электрических зарядов в растворе, и поэтому оно должно компенсироваться эквивалентным переходом других ионов из поглотителя в раствор или образованием их от взаимодействия с растворителем. В первом, наиболее простом случае, мы встречаемся с обменной адсорбцией, часто наблюдаемой на разнообразных поглотителях. Типичными примерами могут служить пер-мутиты, поглощающие из водных растворов преимущественно Са++ и Mg++, отдавая в раствор свои Na+. Этот процесс обратим при обработке концентрированными растворами Na l последние вытесняют ионы кальция и магния обратно в раствор (см. ниже об очистке воды). Также уголь, содержащий золу,, обнаруживает обменную адсорбцию, причем он посылает в раствор ионы солей золы в количестве, эквивалентном количеству поглощенных из раствора ионов. [c.351]

Эти характеристики могут быть выявлены из теоретических основ, характеризующих угольный пласт как гетерогенный адсорбент. Пористая поверхность угольного пласта является гетерополярной, а адсорбция молекул жидкостей и газов в порах угля происходит в основном за счет сил Ван-дер-Ваальса. При соприкосновении фаз уголь — жидкость может происходить и явление обменной адоорбции. Большое влияние на качество орошающей жидкости может оказать введение в ее тех или иных AOOaaoiK, влияющих на смачиваемость, пенообразо-вание и т. д. Пенообразование должно способствовать подавлению пыли. [c.272]

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]

Фрумкин (14) интерпретировал механизм адсорбционных процессов на активном угле, рассматривая его как газовый электрод, который отдает ионы в раствор, заряжается сам и притягивает ионы противоположного знака. Окисленный уголь также образует гидроксильные ионы из адсорбированного кислорода, который переходит в раствор, оставляя положительный заряд на поверхности угля. В кислом растворе ионы ОН соединяются с ионами Н" " раствора, между тем как положительно заряженная поверхность притягивает анионы раствора поэтому кислота адсорбируется из раствора. При адсорбции из нейтрального раствора анионы раствора замещаются 0Н ионами, делая его щелочным. Адсорбция из щелочного раствора окисленным углем чрезвычайно мала адсорбируется щелочь, но не кислота. Когда окисленный уголь нагревают некоторое время в атмосфере водорода, то происходит обмен, уголь отдает Н" ионы в раствор за счет адсорбированного водорода, но сам задерживает отрицательный заряд, который притягивает положительные ионы из раствора, при условии, что раствор электролита не содержит воздуха. Схематически Фрумкин выразил механизм адсорбции кислот и щелочей следуюгцим образом [c.104]

Нами было показано, что на активированном угле при низких температурах (90° К) обмен менаду водородом и дейтерием и пара-орто-превращение протекает с большой скоростью и с энергией активации, не превышающей 300 кал. В этих работах также было показано, что активированно-адсорбированный водород и адсорбция атомарного водорода отравляют поверхность угля по отношению к указанным реакциям. Исследование кинетики пара-орто-превращения и обмена привело нас к выводу, что эти реакции протекают путем взаимодействия адсорбированной молекулы, в которой связь между атомами деформирована, с молекулой водорода из газовой фазы. Существование на поверхности угля деформированных молекул водорода было объяснено по Эйрингу и Шерману наличием на этой поверхности участков с определенным расстоянием между атомами углерода. Другое представление о механизме пара-орто-превращения и обмена, основанное на взаимодействии адсор- бированного атома водорода с молекулой водорода из газовой фазы, требует дополнительного предположения, что время жизни адсорбированного атома меньше времени, нужного для взаимодействия этого атома с углем, так как уголь отравляется атомарным водородом. [c.91]

До настоящего времени медицинский активный уголь используется в форме гранул или таблеток, поэтому его передозировка невозможна даже при применении без консультации врача. Обычно активный уголь рекомендуется при инфекционных заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Эффективность этого препарата основана на адсорбции вредных веществ, т. е. токсинов, выделяемых бактериями при обмене веществ или образующихся в воспалительном процессе желудочно-кишечного тракта. Такое адсорбционное действие точно установлено in vitro с помощью стандартных реактивов — метиленового голубого, стрихнина или сулемы. Опыты по оценке эффективности препарата, содержащего активный уголь, описаны в некоторых фармакопеях. Однако существуют различные взгляды и опытные данные, доказывающие возможность прямой адсорбции бактерий. Например, Шмидт [1] показал, что из разбавленной культуры бактерий в течение 10 мин может адсорбироваться около 100 % микробов. Приведенные ниже данные иллюстрируют уменьшение числа бактерий при адсорбции на порошковом медицинском угле [c.193]

Метод адсорбции на угле242 при рН=6—8 с последующей десорбцией подкисленной до рН=2 водой, или 5—10%-ным водным ацетоном, метиловым или этиловым спиртом долгое время был главным способом извлечения стрептомицина из культуральной жидкости. Однако более специфическими адсорбентами стрептомицина, чем активированный уголь, оказались ионообменные смолы, которые весьма удобны для эксплуатации благодаря большой избирательности и возможности многократного использования. Описано применение для этих целей самых разнообразных катионитов (типа цеолитов, поликарбоновых кислот, сульфофенолов и т. п.)243 244. Имеются указания, Что при сравнении трех методов адсорбции на активированном угле, на катионите И метода экстракции лучшие результаты были получены при применении катионо-обменных смола44. В качестве адсорбентов стрептомицина могут быть также использованы и другие вещества, например активные алюмосиликаты245. [c.533]

Для доочистки фенольных сточных вод, прошедших очистку физико-химическим методом,применяют регенеративные (ад- сорбция, ионный обмен), деструктивные (озонирование и др.) методы. Адсорбция. Адсорбция является эффективным методом обесфе-ноливания сточных вод (см. гл. 8). Сорбентами могут служить активные угли, кокс, зола, шлаки и др. [667, 668]. Показана применимость активного угля марки КАД-иодный для обесфенолива-ния сточных вод коксохимических производств [669]. Очистке воды активным углем предшествует ее ионитная очистка от роданидов и тиосульфатов. После насыщения уголь регенерируют при 70 °С промывкой бензолом. Раствор фенолов обрабатывают щелочью и очищенный бензол используют в процессе. Из регенерированного угля отгоняют бензол с водяным паром и уголь вновь используют для очистки воды. После 15 циклов адсорбции — десорбции уголь [c.418]

Процесс ионного обмена слагается из диффузии ионов растворенного электролита к поверхности зерен сорбента, диффузии их внутрь сорбента, вытеснения подвижных ионов сорбента из сферы влияния анионного (или катионного) комплекса и диффузии вытесненных подвижных ионов из фазы сорбента в раствор. Ионный обмен имеет некоторое сходство с адсорбцией. Но, несмотря на существенные различия, часто на практике трудно провести границу между названными процессами, так как обмен нротивоионов почти всегда сопровождается адсорбцией, а большая часть обычных адсорбентов, например окись алюминия, активированный уголь, могут действовать как иониты. [c.84]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология