Ионные уравнения ионообменных реакций

Замещение одного катиона (иона) другим с целью последующего его количественного определения. Строгая эквивалентность ионообменных реакций может служить основой для разработки ряда своеобразных методов определения концентрации солей в растворах. Общая схема ионообменной реакции на катионите выражается уравнением [c.205]

Ионными уравнениями могут быть изображены любые реакции, протекающие в растворах между электролитами. Если при таких реакциях не происходит изменение зарядов ионов (не изменяется степень окисления), то они называются ионообменными. [c.160]

При протекании ионообменных реакций имеет место обратимый обмен ионов между двумя веществами, одним из которых является ионообменник, нерастворимый в той среде, в которой происходит обмен. В качестве примера рассмотрим катионообменную смолу дауэкс-50, представляющую собой сульфированные сетчатые полимеры. стирола с большим количеством связок. Если смола находится в так называемой водородной форме, то при погружении в водную среду она будет вести себя как сильная кислота кислотные группы при этом полностью диссоциированы и кислотность водного раствора внутри смолы будет приблизительно 5 н. При обработке такой смолы щелочью кислота нейтрализуется и ионообменник переходит в соответствующую катионную форму. Частичное превращение в катионную форму также происходит при погружении смолы в раствор, соответствующей соли, так как катионы свободно могут входить и выходить из полимерной решетки, если электронейтральность при этом сохраняется. В этом случае в силу того, что ионный обман является равновесным процессом, полное превращение в катионную форму возможно только при условии, что применяется значительный избыток обмениваемого катиона или выделяющиеся со смолы ионы непрерывно удаляются из раствора (например, при использовании колонок). Подобный обмен катионов будет происходить между смолой, находящейся в одной из катионных форм, и другим катионом, присутствующим в растворе. Такой процесс можно представить следующим уравнением [c.11]

Установим связь между величиной т и коэффициентом распределения К, определяемым экспериментально в качестве константы равновесия ионообменной реакции,- Величина К в случае обмена равновалентных ионов рассчитывается по уравнению, в котором количества ионов в растворе и в фазе смолы взяты в молярных долях [c.43]

Ионоселективными (ионообменными) или мембранными называют электроды, на межфазных границах которых происходят ионообменные реакции. Для определения активности иона в растворе рХ используют два электрода, из которых один ионоселективный, а другой — электрод сравнения. Потенциал ионоселективного индикаторного электрода по отношению к электроду сравнения зависит от активности определяемого иона в растворе и описывается уравнением Нернста (гл. П1, 2). [c.404]

При выводе уравнений (9), (29) и (32) предполагалось, что суммарная концентрация ионов Н и Ме в стекле, связанных с анионами данной группы, не зависит от положения равновесия ионообменной реакции (3), и поэтому остается постоянной. Однако отмеченное положение исключает из рассмотрения такое возможное энергетическое состояние ионов в стекле, которое можно определить как состояние диссоциации (состояние сольватированных ионов в стеклянной фазе). На этом энергетическом уровне (или уровнях) в общем случае суммарная концентрация катионов не будет постоянной, если не все ионы находятся в диссоциированном состоянии. Состояние полной диссоциации маловероятно в случае стекол. В структуре стекла имеется достаточное число вакантных мест в междоузлиях , степень заполнения которых диссоциированными ионами может быть различной. Это будет приводить к тому, что в зависимости от положения равновесия ионообменного процесса суммарная концентрация диссоциированных катионов Н+ и Ме в стекле будет разной, как и равная ей обшая концентрация всех свободных анионов . [c.312]

Обычно выбирают такие системы, в которых между смолой и раствором распределяются только свободные ионы металла, поэтому числитель в выражении (9.27) сокращается до Значение Фг определяют либо измерением коэффициента распределения в отсутствие лиганда L, либо экстраполяцией измеренных значений Ф к нулевой концентрации лиганда. Коэффициент распределения частиц зависит от концентрации, поэтому работать можно только в узком диапазоне концентраций. Именно поэтому метод нельзя применять, если присутствуют полиядерные комплексы. Кроме того, на собственно ионообменные реакции накладываются хемосорбционные эффекты, что требует введения допущений и снижает достоверность полученных констант устойчивости. Считается, что для преодоления многих из этих трудностей, в основном возникающих из-за нелинейности уравнения для коэффициентов распределения, нужно несколько раз повторить эксперимент, используя катиониты с различной степенью поперечной сшивки смолы. Затем, проведя арифметические операции деления или вычитания с уравнениями, характеризующими распределение в системе с каждым из ионитов, можно получить уравнения, с помощью которых определяют точные значения коэффициентов распределения. Такой подход использовали при исследовании комплексов, образованных висмутом (П1) с галогенид-ионами [97, 98]. В качестве примеров систем, для которых определяли константы устойчивости методом ионного обмена, можно привести системы с сульфатными и ацетатными комплексами меди(П) и кадмия (II) [99, 100] и с ионными ассоциатами перхлоратов щелочных металлов [101, 102 J. [c.162]

Таким образом, при ионообменных реакциях [Са] + разность обратных значений ионных радиусов обменивающихся ионов очень незначительна, так что в случаях, когда в равновесных растворах С второй положительный член уравнения (5) полностью компенсирует первый и суммар- [c.134]

Гетерогенная реакция (3.172) между солью нуклеофила M+Y , находящейся в водном растворе, и органическим субстратом RX, находящимся в органическом растворителе, не смешивающимся с водой, катализируется большими органическими ионами. Это явление получило название катализа путем переноса через границу фаз. Уравнение (3.172) является суммой уравнений (3.173) и (3.174), а суть катализа состоит, как полагают, в переносе Y в органическую фазу за счет ионообменной реакции (3.173). [c.685]

Если ионит привести в контакт с раствором электролита, то по истечении некоторого времени установится равновесие между концентрациями ионов в ионите и в растворе. Это равновесие называется ионообменным равновесием. Ионный обмен является строго стехиометрическим процессом, т. е. в силу электронейтральности фаз процесс протекает при эквивалентных соотношениях обменивающихся ионов. При обмене ионов с одинаковыми по величине зарядами общие концентрации ионов в ионите и в растворе остаются постоянными, если не учитывать некоторых изменений, связанных с набуханием ионита и молекулярной адсорбцией электролита. Ионообменную реакцию с участием ионов разных по величине зарядов можно представить следующим уравнением [c.205]

Нами разработан радиохимический метод определения следов металлов, основанный на протекании ионообменных реакций между соответствующим радиоактивным изотопом с носителем и ионом определяемого элемента. Ионообменная реакция проходит по следующему уравнению [c.187]

Рассмотрим ионообменную реакцию вида I (см. стр. 52). Диффузионный поток через пленку описывается уравнением (11.60) Нернста — Планка для обменивающихся ионов А, В и коионов X. [c.68]

Исторически сложилось так, что первые попытки количественного описания ионообменного равновесия относились к неорганическим ионитам — главным образом, алюмосиликатам. Можно отметить целый ряд эмпирических и полуэмпирических уравнений, попытки применить закон действующих масс или уравнение изотермы адсорбции газов — в зависимости от взглядов на ионный обмен (химическую реакцию двойного обмена, идущую во всем объеме частицы ионита, или обменную адсорбцию, идущую на поверхности частицы). Из этих эмпирических уравнений следует отметить уравнение Ротмунда и Корнфельд [240] [c.189]

Типичная ионообменная реакция при обмене 1,1-зарядных ионов может быть представлена следующим уравнением [c.16]

Уравнение (П1.116) ранее получили Дол [80] и Никольский [81 ] при п = 1 для ионообменной реакции на поверхности стекла. Общий потенциал есть сумма двух граничных и диффузионного потенциалов Е = Е — + ij . Таким образом, складывая уравнения (HI. 114) и (III. 116), находим для ионов i (В) и / (А) [c.79]

Следовательно, уравнение Нернста всегда выполняется. Осложнения появляются только из-за химических реакций на поверхности кристалла. В подобных системах носителями тока являются не те ионы, которые участвуют в ионообменной реакции на [c.111]

Ионными уравнениями могут быть изображены любые реакции, протекающие в растворах между электролитами. Если при таких реакциях не происходит изменения зарядов ионов (не изменяется степень окисления), то они называются ионообменными. Многочисленные ионообменные реакции в растворах электролитов, которые протекают необратимо (слева, направо), можно разбить на четыре типа . [c.105]

Разделение смеси двух или большего числа ионов в ионообменной колонне основывается, с одной стороны, на разнице в сродстве ионообменника к данным катионам, а с другой стороны, на различии в степени диссоциации их комплексов. Поглощение и вымывание (вытеснение) иона из ионообменной колонки является следствием двух взаимно конкурирующих реакций, которые могут быть описаны следующим уравнением [c.238]

Па основе полученных нами [1—4] уравнений диффузионной кинетики ионного обмена может быть записано следующее общее выражение константы скорости у ионообменной реакции, протекающей в диффузионных областях [c.155]

Ионообменное равновесие может быть описано законом действия масс. Из уравнения реакции обмена двух одновалентных ионов А+ и В+ [c.156]

Для случая ионообменной хроматографии уравнение изотермы вытекает из закона действия масс. Процесс обмена любого катиона на водородный ион в твердой фазе ионообменника описывается уравнением реакции [c.126]

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]

Напишите уравнения основных химических реакций, протекающих при ионообменном способе очистки воды от большей части ионных загрязнений. Почему а предприятиях, нуждающихся в воде средней чистоты, этот способ иногда предпочтительнее перегонки Как проще всего определить момент насыщения ионами смол в емкостях Л и и когда следует приступить к их регенерации [c.272]

Замещение подвижных противоионов на ионы раствора при его контакте с ионообменной смолой происходит по уравнениям обычных химических реакций, например [c.634]

Хлорид меди (II) можно приготовить из металлической меди растворением последней в азотной кислоте, пропусканием раствора через ионообменную смолу, предварительно насыщенную ионами Н+ и элюированием соляной кислотой. Вытекающий из колонки раствор будет содержать ионы хлорида меди (II) соль можно выделить выпариванием. Протекающие при этом реакции выражаются уравнениями [c.270]

В первом приближении ионообменное равновесие может быть описано законом действующих масс. Для уравнения реакции обмена на катионите двух однозарядных ионов (где К — матрица ионита) [c.422]

Гальванические элементы без жидкостной границы используют для определения средних коэффициентов активности элек-тролитов. Полуэлементы-электроды подбирают так, чтобы они были обратимы к ионам электролита. Для этих целей с равным успехом можно использовать электроды, потенциал которых определяется оксред-реакцией (окислительный потенциал) или ионообменной реакцией (потенциал ИСЭ). И в том и другом случае из уравнения э.ц.с. Е ==Е° v /n) ga , определяют среднюю активность а электролита. [c.633]

Ионообменными реакциями получите в микропробирках осадки хроматов стронция и бария. Составьте уравнения реакций в ионно-молекулярной форме и отметьте цвет осадков. Добавьте к каждому осадку равные количества уксусной кислоты осадок хромата стронция растворяется. Исходя из величин произведения растворимости хромата стронция и бария (табл. VIII), объясните, почему один из осадков растворяется, а другой — не растворяется. [c.83]

В соответствии с законом действия масс ионообменная реакция зависит главным образом от относительной концентрации различных ионов в каждой фазе. Например, для одновалентных ионов двух видов уравнение ионообмена можно записать следующим образом [c.146]

Термин степень использования ионообменной колонки применяется для оценки цикла истощения, а термин эффективность — цикла регенерации [13]. Степень использования характеризует долю использованной обменной емкости. Эффективность определяется как отношение теоретически возобновляемых обменных центров к фактически возобновляемым центрам обмена на единицу объема регенерирующего раствора. При эксплуатации ионообменной колонки "существует зависимость между степенью ее использования и эффективностью. Это связано с тем, что реакции ионного обмена являются реакциями равновеоными и для полного сдвига реакции влево (уравнение 1) требуются слишком большие количества регенерирующего раствора. Увеличение объема регенерирующего раствора на единицу массы цеолита увеличивает степень регенерации, однако полученная емкость колонки не прямо пропорциональна увеличению количества использованного регенерирующего раствора. Эффективностью регенерации обычно жертвуют для достижения разумной степени использования колонки. [c.216]

Разобраны некоторые случаи ионообменных реакций типа I, контролируемые стадией пленочной диффузии. Так, Колдербенк и Джонс [119], пользуясь уравнением (10), сделали вывод о том, что скорость обмена должна определяться скоростью диффузии ионов водорода (т. е. D == Dh), так как Снв пленке гораздо меньчге, чем Вывод Колдербенка и Джонса ошибочен в связи с тем, что уравнение (10) применимо только к взаимной диффузии по крайней мере двух противоионов и в отсутствие других подвижных ионов, как ж при гелевой диффузии. Харриот [120], как и авторы работы [23], использовал в своем исследовании без какого-либо вывода известные величины коэффициентов диффузии. [c.316]

Если Св мало, что обычно наблюдается при аналитическом элюировании, значения коэффициентов активности в уравнении (25-5), отношение [ВК]/[В] и коэффициент разделения [ВН]/[Св] (см. разд. 24-1) мало изменяются. Следовательно, поскольку. АК] приблизительно постоянно, при одинаковых зарядах А и В в уравнениях (25-1) и (25-2) отношение между количествами иона в смоле и растворе не зависит от концентрации иона. С другой стороны, если в ионообменной реакции участвуют ионы различного заряда, получается, что ионообменная смбла по мере разбавления раствора становится более селективной по отношению к ионам большего заряда [17]. Такую селективность называют электроселективностью. Если одни ионы находятся в низкой концентрации, а другие — в большом избытке, равновесие для частиц с низкой концентрацией может быть представлено постоянным коэффициентом разделения безотносительно к зарядам ионов [22,23]. Следовательно, в разбавленных относительно данных частиц растворах их концентрации в смоле пропорциональны концентрациям в растворе — условие, аналогичное линейной изотерме в газовой хроматографии. [c.537]

Используя метод, описанный выше, Боннер с сотр. определили константу равновесия для большого числа ионообменных реакций и составили шкалу селективности для катибнита Дауэкс- 50. В качестве стандарта был выбран ион в уравнении (2.12) это ион А, так что для лития /( = 1 и для других ионов К является мерой избирательности ионита к данному иону по сравнению с литием. [c.60]

Концентрирование соосаждением по второму способу (осаждение части макрокомпонента) выполнимо при условии, если микрокомпонент образует с осадителем менее растворимое соединение, чем макрокомпонент. При этом микрокомпонент может переходить в осадок одновременно с коллектором, в результате образования собственной твердой фазы или замещения ионов макрокомпонента в структуре твердой фазы (во всем объеме или только на поверхности). В первом случае возможность концентрирования микрокомнонента в основном определяется и зависит от отношения произведений растворимости компонентов [5]. Во втором случае, когда микрокомнонент поглощается осадком в результате ионообменной реакции, распределение компонентов между фазами при достижении равновесия описывается уравнением закона действующих масс [6, 7]. Вид такого уравнения зависит от заря- [c.108]

Таким образом, границу раздела можно использовать для определения активности потенциалопределяющего иона В+. Органическая фаза, находящаяся в пористой или полимерной структуре, функционирует как жидкая мембрана. Мешающее влияние катиона С% одинаково хорошо растворимого в мембране и в водной фазе, связано с его способностью вытеснять потенциалопреде-ляющий ион В+ из органической фазы в ходе ионообменной реакции В+(Р) + С (а) = В+(а) +С ( 5). Константа равновесия этой реакции зависит от разности стандартных гиббсовских энергий перехода двух ионов между фазами а и р. В этом простом случае потенциал ионоселективного электрода подчиняется уравнению Никольского. Ионоселективный электрод с жидкой мембраной состоит из пористой диафрагмы (например, пористого тефлона или миллипорового фильтра), пропитанной органическим ионообменным раствором. Диафрагма находится в контакте с сосудом, заполненным органиче- [c.207]

Скорость промывки. Увеличение скорости промывки, согласно теории (уравнение 12) и в соответствии с опытными данными, равносильно уменьшению числа тарелок в колонне. Ионообменные реакции, как и большинство всяких ионных реакций, происходят слишком быстро, чтобы поддаваться измерению, так что лимитирующей стадией являются, иовидимому, исключительно диффузионные процессы [11, 17, 21, 47]. [c.210]

Общие уравнения реакций ионного обмена уже рассматривались в предыдущих статьях настоящего сборника. Основной факт, который нужно нм еть в виду при рассмотрении ионообменных реакций с участием алкалоидов, заключается в толг, что в водном растворе алкалоиды образуют катионы большого размера путе.Аг присоединения ионов водорода, которые в свою очередь могут подвергаться обмену. Чтобы удалить столь крупные катионы из дгассы нонита после того, как они были адсорбированы, приходите обра-п аться к специальным методам [7 10]. Извлечение доллсно производиться щелочью, которая переводит алкалоиды в форму свободного основания. Ввиду ограниченной растворимости основание остается в норах ионита. Затем следует стадия избирательной экстракции растворителями можно объединить обе стадии вместе, применяя щелочной органический растворитель. Эти процессы подробно рассматриваются Сасманом и сотрудниками [13]. Первый процесс можно схематически представить следующими уравнениями, [c.360]

Более ранний экспериментальный материал по ионообменному равновесию использовать рискованно, потому что концентрации не всех компонентов определялись непосредственно, не говоря уже о том, что равновесие во многих случаях было достигнуто только с одной стороны или фактически вовсе не было достигнуто из-за недостаточного времени контакта. Косвенное определение отдельных компонентов оказывалось не очень точным. К тому же, как правило, одновременно обмениваются друг с другом больше двух катионов. Так, наряду с обменом катионов металлов происходит часто обмен Н- соответственно ОН-ионов, что можно легко установить путем измерения сдвига pH. Кроме того, при реакциях обмена на природных цеолитах, а также на сложных синтетических силикатах (таких, как плавленые и студнеобразные цеолиты) часто принимают участие в обмене также ионы А1 и Fe, т. е. ионы элементов, входяш,их в структуру обменника. Если эти обстоятельства не принимать во внимание, то нередко цифровой материал оказывается непригодным или применимым лишь условно. К тому же более ранние уравнениу. ионообменного равновесия учитывали обмен только одной пары ионов и в силу этого не позволяли передать действительные соотношения, большей частью значительно более сложные. [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология