Ионный обмен кинетика

Основное содержание учебника составляют разделы, которые, судя по монографиям и периодической литературе, наиболее необходимы биологам. Прежде всего это основы термодинамики и химическое равновесие, физическая химия растворов неэлектролитов и электролитов, учение о пограничных потенциалах и электродвижущих силах, химическая кинетика и катализ. В дополнение к традиционному изложению этих разделов приведено описание некоторых специфических приложений физической химии, важных для биологии. Так, кратко рассмотрены свойства полиэлектролитов, ионный обмен, мембранное равновесие и мембранные потенциалы, ионоселективные электроды, основы хроматографии и экстракции. [c.3]

В хроматографии ионный обмен происходит в динамических условиях, т. е. при непрерывном перемещении жидкой фазы — раствора относительно твердой фазы — ионита. Таким образом, величина сорбции в динамических условиях зависит не только от статики этого процесса, но и от его кинетики, следовательно, задачей динамики ионного обмена является изучение процесса перемещения обменивающихся ионов вдоль слоя ионита. Эта задача решается на основе уравнения баланса, выведенного В. В. Рачинским (15]. [c.106]

Физико-химические Г. п. связаны с растворением, ионным обменом, сорбцией, диффузией, радиоактивным распадом и др. Для их изучения большое значение приобрели методы хим. термодинамики и кинетики. С этими Г. п. связана кристаллизация изверженных пород из магмы, образование руд из термальных вод, осаждение солей в озерах и т.д. [c.521]

Кинетика ионного обмена в неподвижном слое адсорбента, как и в случае адсорбции, может быть описана основным уравнением массопередачи (20.20). Отличительной особенностью кинетики ионного обмена является наличие стадии гетерогенной химической реакции, скорость которой обычно выше скорости диффузионных стадий процесса. Кроме того, следует учесть, что при ионном обмене скорость массопередачи часто лимитируется внутренним массопереносом. [c.212]

Здесь необходимо учитывать также возможность взаимодействия адсорбируемых молекул с адсорбентом, которое осложняет диффузию молекул в полостях цеолитов. Так, например, известно, что при ионном обмене больших органических ионов на кинетику процесса большое влияние оказывают стерические факторы, приводящ ие к образованию непроницаемых корок и полному прекращению обмена. Такие процессы, как отмечается в [2], требуют специального анализа и дополнительного изучения распределения ионов (молекул) внутри ионита (адсорбента). Кроме того, необходимо учитывать, как нам кажется, и другую возможность. Величины адсорбции, наблюдаемые в опытах, могут быть равновесными, если принять во внимание возможную зависимость равновесной величины адсорбции от конфигурации адсорбируемых молекул в полости цеолита. С ростом температуры конфигурационное равновесие смеш,ается таким образом, что величина адсорбции растет вплоть до заполнения предельного объема адсорбционного пространства W - Для таких жестких молекул,, как 1,3,5-триэтилбензол или третичный бутилбензол конфигурационные преобразования могут быть затруднены большими энергетическими барьерами. Во всяком сл чае, вопрос заслуживает, по нашему мнению, детального рассмотрения с анализом механизма взаимодействия адсорбата и адсорбента и привлечением для этой цели спектральных методов, позволяющих судить о состоянии адсорбированных молекул, их подвижности и характере взаимодействия с адсорбентом. [c.273]

Как известно, применяемые в настоящее время неорганические ионообменные сорбенты (окиси, гидроокиси и соли металлов, алюмосиликаты, силикагели, пермутиты, бентониты, глаукониты, цеолиты и т. д.) обладают высокоразвитой удельной поверхностью, способностью к химической, молекулярной сорбции и сорбции коллоидных частиц, повышенной радиационной и термической стойкостью. Они, как правило, слабо набухают в водных растворах, и ионный обмен происходит в основном на поверхности сорбента, так что кинетика обмена не осложняется процессами, связанными с диффузией ионов в фазе самого сорбента, как это имеет место в случае большинства ионообменных смол. С другой стороны, ионообменные смолы превосходят неорганические сорбенты по таким важным показателям, как величина емкости, основность или кислотность, химическая стабильность. Понятно, что определенный интерес представляет получение ионообменников, сочетающих в себе свойства ионообменных материалов как минеральной, так и органической природы. Этой цели можно достигнуть, используя принцип получения комбинированных минерально-полимерных продуктов путем газофазной привитой полимеризации, осуществляя на неорганических сорбентах полимеризацию мономеров, дающих полимеры, способные к ионному обмену (сами по себе или после введения соответствующих ионообменных групп путем необходимых химических превращений) [1]. [c.168]

Основными процессами взаимодействия раствора с вмещающими породами являются сорбция, ионный обмен и хи.мические реакции. Уравнения кинетики этих процессов рассмотрены в главах IV. V. Мы можем написать уравнение кинетики в общем виде, без детализации процесса взаимодействия раствора с породами. В са.мом общем случае кинетика определяется концентрацией вещества в подвииаюй и неподвиншой фазах, констаитами скоростей 141 А. химических реакций раствора со средой ( 1,2.. . — число реакций), коэффициентами диффузии и скоростью потока. Математически эту зависимость можно записать в неявной форме [c.11]

Таким образом, ионный обмен в диффузионных областях можно рассматривать аналогично обратимой молекулярной сорбции, так что теоретические уравнения кинетики будут выводиться в дальнейшем для сорбции и ионного обмена одновременно. [c.83]

Коли в начальный момент времени на почве происходит обратимый ионный обмен, то он, без сомнения, протекает в диффузионной области кинетики. Не исключено, что, начиная с определенного времени, процесс переходит в кинетическую область (если механизм сорбции претерпевает изменение и приобретает необратимый характер, а скорость этого процесса становится меньше скорости диффузии). [c.91]

Значительная часть фундаментальных работ по ионному обмену посвящена равновесию и термодинамике процесса гораздо меньше внимания уделено кинетике ионного обмена. В результате этого теория ионообменной кинетики находится в зачаточном состоянии, причем количественная оценка возможна лишь для идеальных систем простейшего типа. Тем не менее основные положения кинетики ионного обмена разработаны достаточно хорошо. Теории, предложенные в последнее время для простых систем, удовлетворительно подтверждаются экспериментальными результатами. Это дает основание автору наряду с описанием современного состояния вопроса попытаться сделать прогноз относительно поведения более или менее сложных систем, подробно пока еще не исследованных. [c.281]

Томас Г. Кинетика ионного обмена в неподвижном слое ионита. Ионный обмен. Сборник статей. М., Изд-во иностр. лит-ры, [c.42]

Исследования показали, что граничные концентрации металла-комплексообразователя, определяющие гелевую кинетику, при комплексообразовании в фазе анионитов смещены (по сравнению с ионным обменом) в область низких концентраций [108, 109]. Если в случае классического ионного обмена гелевая кинетика наблюдается при концентрации обменивающих ионов в растворе >0,1 моль/л, то при сорбции ионов металлов в результате комплексообразования — при концентрации >0,01 моль/л. [c.86]

Ионный обмен происходит в эквивалентных количествах и в большинстве случаев — обратим. Кинетика гетерогенного ионного обмена имеет диффузионный характер (зависимость от размера зерен, режима потока). [c.508]

Сорбция и ионный обмен являются типичными гетерогенными процессами. Общий перенос вещества между зерном сорбента и раствором можно разделить на следующие. стадии 1) диффузия сорбируемого вещества из объема к зерну сорбента, 2) диффузия в зерно, 3) процесс сорбции или обмена ионов, 4) диффузия образовавшегося в результате обмена вещества к поверхности зерна, 5) диффузия вещества в объем раствора. Многочисленные экспериментальные исследования сорбции (ионного обмена) показали, что скорости этих процессов обычно определяются диффузией. Поэтому сорбция (ионный обмен) может протекать в областях 1) внешнедиффузионной кинетики, когда скорость сорбции лимитируется диффузией вещества к поверхности сорбента, [c.12]

В книге рассмотрено взаимодействие ионитов с растворителем, ионный обмен и необменное поглощение электролитов и влияние неоднородности ионитов на эти процессы. Проведено сравнение существующих термодинамических теорий и особое внимание уделено методам расчета термодинамических функций процесса обмена. Кроме того, рассмотрены общие вопросы теории диффузии и массопереноса и их приложение к кинетике ионного обмена. Существенное внимание уделено процессам с замедленным приближением к состоянию равновесия. [c.2]

Таким образом, для анализа кинетики столь сложного многоступенчатого процесса, каким является ионный обмен, недостаточен один из способов кинетического исследования, а необходимы различные независимые методы. Полученные при этом результаты позволяют достаточно надежно определять лимитирующую стадию процесса и границы его перехода из одной кинетической области в другую в зависимости от гидродинамических, концентрационных, геометрических факторов, природы обменивающихся ионов и ионита. [c.56]

Эта модель использовалась в ранних работах по кинетике ионного обмена описание скорости процесса производилось с помощью эмпирических и полуэмпирических зависимостей, ионный обмен рассматривался как химическая реакция, которой можно приписать определенный порядок (подробно см. в [2, с. 263]). [c.57]

Сборник наряду с обзорами содержит материалы теоретического и экспериментального исследования химических взаимодействий, протекающих в окислительно-восстановительных системах различного типа (растворы ионов металла в двух степенях окисления, органические и металлоорганические окислительно-восстановительные системы, ион металла — металл, твердые и жидкие редокситы). Основное внимание уделяется термодинамике и кинетике комплексообразования, протолитическим процессам, ионному обмену. [c.376]

Изучение кинетики ионного обмена позволяет судить о структуре сорбентрв, доступности их активных групп и об их участии в ионо-обмене. [c.287]

Ионный обмен связан с процессом взаимодиффузии противоионов. Стадией, определяющей скорость обмена, является взаимоди4х )узия противоионов или внутри ионита ( гелевая кинетика ) или через пленку раствора вокруг зерна ионита ( пленочная кинетика ). Пленка имеет толщину порядка 10 2—10 см и не удаляется при перемешивании раствора. Для измерения коэффициентов диффузии в ионитах наиболее удобно применение радиоактивных изотопов. [c.99]

Физика ферментов становится одной из центральных областей молекулярной биофизики [47]. Ее задачи — разработка экспериментальных и теоретических методов исследования ферментов и ферментативных процессов, раскрытие физических н физико-химических механизмов ферментативного катализа. Проблемы молекулярной кинетики в биофизике щироки и разнообразны— это и активный транспорт, и ионный обмен, и механо-химические процессы. [c.49]

Скорость ионного обмена на обычно используемых ионитах велика — равновесие устанавливается за доли минуты, иногда за несколько минут. Ионный обмен — процесс хемосорбционный, состоящий из внешней диффузии сорбируемого иона к поверхности зерна сорбента, затем внутренней его диффузии в зерне к зоне химической реакции и обратной диффузии вытесненного десорбируемого иона внутри зерна и в растворе. Обменные химические реакции внутри ионитов обычно идут со скоростями, значительно большими, чем диффузия ионов, которая при этом и лимитирует процессы ионного обмена. Эти процессы подчиняются закономерностям диффузионной кинетики, причем взаимодействия между растворами электролитов с малой концентрацией поглощаемых ионов и ионитами большой обменной емкости при малой степени сшивки лимитируются чаще всего внешней диффузией, а в концентрированных растворах и при больших степенях сшивки — внутренней диффузией. Скорость диффузии и обмена возрастает с уменьшением размера зерен ионита. [c.307]

Частным случаем хемосорбции является ионный обмен между твердьпи ионообменным сорбентом (ионитом) и раствором электролита. Кинетика, а также аппаратурное оформление ионообменных процессов близки к адсорбционным. [c.189]

Кинетика ионного обмеца. При ионном обмене происходит перенос противоионов в фазе ионообменника и в растворе к границе раздела фаз и от нее. Переносу ионов в растворе к поверхности раздела фаз способствует перемешивание. Однако даже при самом эффективном перемешивании раствора зерно ионообменника окружено неподвижной жидкой пленкой раствора толщиной примерно 10 —10" см. Процесс ионного обмена между зернами ионообменника и хорошо перемешиваемым раствором сводится к трем последовательным стадиям диффузия обменивающихся противоионов через стационарную пленку, окружающую зерно ионообменника (пленка Нернста) диффузия их в зерне ионообменника химический обмен. Последняя стадия протекает практически мгновенно, поэтому ионный обмен рассматривают как чисто диффузионный процесс, скорость которого определяется самой медленной стадией либо диффузией в пленке (пленочная кинетика), либо диффузией в зерне (гелевая кинетика). [c.319]

Марш, Клейн и Вермейлен [32] представили исчерпывающий обзор литературы по кинетике и равновесиям полимеризации и провели детальное исследование с целью установления механизма полимеризации в областях концентраций 0,02— 0,18 % кремнезема и pH 4—10 при 25°С. Исходный раствор мономера был приготовлен ионным обменом из МаоН25104 хНгО при рН 2,5. При различных концентрациях кремнезема и pH готовили буферные смеси с ацетатом и затем измеряли скорости процесса полимеризации и уменьшения количества кремнезема, способного вступать в реакцию с молибдатом. Таким реакционноспособным кремнеземом являлся главным образом 31 (ОН) 4, называемый для удобства мономером . Следует отметить значительное сходство в результатах, полученных указанными авторами, и данных, показанных на рис. 3.48—3.52, поскольку в обеих сериях измерений подтверждается процесс зародышеобразования и роста частиц. [c.368]

Р1зучение зависимости скорости процесса ионного обмена от зернения сорбента часто позволяет однозначно ответить на вопрос какая из стадий — химическая или диффузионная—ско-ростьопределяющая. Если скорость определяется химической реакцией двойного обмена, то кинетика процесса не зависит от размера зерна сорбента, и наоборот. Больщинство данных по ионному обмену приводят к выводу, что определяющей практически всегда является диффузионная стадия. Исключение возможно для ионного обмена на низкоосновных катионитах или анионитах. Химическая кинетика может проявляться и в случае хроматографического разделения смесей в присутствии таких комплексообразующих реагентов, как этилендиаминтетрауксус-ная кислота (ЭДТА). [c.152]

Изучая окисление СО на uHY при температурах 300 50° С, Боресков и сотр, [75] установили, что активность цеолитов резко увеличивалась после введения более 5% Си кинетика реакции описывается уравнением первого порядка по окиси углерода и нулевого —по кислороду. В результате авторы работы [75] пришли к выводу, что активными центрами являются либо доступные катионы меди, расположенные в больших полостях, либо центры, содержащие больше одного катиона меди. Кубо и сотр. [72] опубликовали данные по окислению СО на ряде катализаторов, в том числе на цеолитах X и Y с низкозарядными катионами. Образцы готовили ионным обменом в токе окиси углерода, а затем восстанавливали в водороде при 400° С. Однако и в таких условиях, в частности при отмывке образцов на воздухе, могло происходить частичное окисление катионов. Хемосорбция кислорода на Со(П)-, Мп(П)- и Т1(1)-формах была мала (< 0,1 атома кислорода на атом металла), низкой была и каталитическая активность этих цеолитов. Цеолиты в Ре(П)-Си(1)-формах хемо-сорбировали до 0,5 атома кислорода на атом металла. Эти же образцы проявляли наиболее высокую активность, причем цеолиты X оказались активнее, чем Y. Значительные количества кислорода хемосорбирует и Сг(11)-форма, но ее активность была низкой. На цеолитах, содержащих катионы Fe(II), реакция имеет первый порядок по СО и дробный по кислороду. Кубо и сотр. [72] предполагают, что окисление протекает в соответствии с механизмом Ридйла и что этот процесс можно схематически представить реакциями (23) и (24). [c.145]

Результаты этой работы, по-видимому, будут стимулировать новые исследования свойств и особенностей металлцеолитных катализаторов в различных реакциях окисления, пока же данные по этим вопросам ограниченны. Изучена кинетика окисления метана до углекислого газа и воды на палладийсодержащих цеолитах типа X, полученных 1) пропиткой кристаллов NaX раствором (NH4)2Pd l4 с последующим прогреванием на воздухе при 400° С и восстановлением при 300° С и 2) ионным обменом NaX с [Pd(NH3)4] l2 [186]. Порядок реакции по метану для обоих катализаторов (как и для массивного палладия) равен 1, по кислороду он составляет 0,3—0,4 и 0,05 соответственно. Энергия активации равна 50 и 88 ккал/моль соответственно. Таким образом, каталитические свойства металлического палладия и катионов палладия в окислении метана существенно отличаются. Полагают, что на отдельных ионах палладия могут одновременно хемосорбироваться метан и кислород [186]. [c.192]

Весьма разнообразны методы хроматографии, играющие большую роль в аналитической химии, особенно в анализе органических веществ. Разделение смесей осуществляется при движении жидкой или газообразной фазы сквозь слой неподвижного сорбента, состоящего из дискретных элементов — обычно зерен или волокон. Сорбент обладает большой суммарной поверхностью. Разница в адсорбируемости компонентов разделяемой смеси или в кинетике их сорбции и десорбции обеспечивает разделение. Дело в том, что при движении смеси через слой сорбента элементарные акты сорбции и десорбции повторяются множество раз это позволяет эффективно использовать даже очень малую разницу в сорбируе-мости компонентов или разницу в кинетике сорбции — десорбции. Механизм сорбции может быть различным — простая адсорбция, ионный обмен, образование осадков, растворимых комплексных соединений, распределяемых между двумя жидкими фазами. Соответственно известны и применяются адсорбционная, ионообменная, осадочная, распределительная хроматография. Различна и техника хроматографического разделения сорбентом можно заполнить колонку, его можно использовать в виде тонкого слоя — мы будем иметь дело с колоночной, бумажной или тонкослойной хроматографией. Иногда хроматографическое разделение осуществляют ири наложении электрического поля и тогда появляется [c.80]

Диффузия сопроЕс диется сорбцией или ионным обменом шчцеств со средой. Получено распредечение аномальных концентраций над бесконечной и конечной эалежами, над линейными и точечным источниками диффундирующего вещества. Приведены экспериментальные результаты по изучению кинетики ионного обмена на породах, фильтрации, полученные авторами. Обсуждается концепция фильтрационного эффекта . [c.3]

Решение задачи моя ет быть получено путем использования уравнения материального баланса движущегося вещества и уравнения, описывающего взаимодействие вещества с вмещающими породами во времени. Последнее уравнение определяется физикохимическими законами взаимодействия вещества с кме1цающими породами (сорбция, ионный обмен, химические реакции) и является уравнением кинетики соответствующего физико-химического процесса. [c.8]

Сорбция (ионный обмен) в динамических условиях может протекать наряду с описанными выше кинетическими областями в области так называемой кинетики из-за наличия потока, когда скорость сорбции определяется скоростью дотока [2, 14, 15]. [c.100]

Б. Физическая химия. Общие вопросы. Теория строения молекул и химической связи. Экспериментальные исследования строения молекул. Кристаллохимия и кристаллография. Химия твердого тела. Газы. Жидкости. Аморф ные тела. Радиохимия. Изотопы. Термодинамика. Термо.лимия. Рав.човесия. Физико-химический анализ. Фазовые переходы. Кинетика. Горение. Взрывы. Топохимия. Катализ, Фотохимия. Радиационная химия. Теория фотографического процесса. Газовая электрохимия. Растворы. Теория кислот и оснований. Электрохимия. Поверхностные явления. Адсорбция. Хроматография. Ионный обмен. Химия коллоидов. Дисперсные системы. [c.33]

Глава о кинетике ионного обмеда написана Ф. Гель-ферихом — автором известной монографии по ионному обмену (Ф. Ге льферих Иониты . Пер. с немецкого, ИЛ, 1962). Здесь приводятся основные закономерности, определяющие скорость ионного обмена диффузия непосредственно в зерне ионита (гелевая кинетика) и в пленке — слое жидкости, окружающем ионит (пленочная кинетика). Особое внимание уделено освещению кинетики ионного обмена, осложненной нейтрализацией, комплек-сообразованием и другими побочными реакциями. Следует отметить удачное наглядное изображение механизма процессов, протекающих при различных вариантах ионного обмена. [c.6]

Связь между потоками противоионов в сочетании с действием электрического поля усложняет уравнение из-за введения перекрестных коэффициентов из термодинамики необратимых процеЬсов [59]. Еще более серьезное затруднение заключается в том, что коионы в ионите нарушают, по крайней мере в некоторой степени выполнение условий, определяемых уравнениями (5) и (6). Таким образом, упрощенное решение с помощью только одного простого дифференциального уравнения оказывается недопустимым. Кроме того, ионный обмен может сопровождаться сорбцией или десорбцией растворителя, не оказывающих прямого действия на поток протиПоионов, по косвенно влияющих на скорости, так как эти процессы вызывают изменения размеров зерен ионита и подвижности ионов. При создании количественной теории ионообменной кинетики предстоит еще большая работа по выяснению влияния сорбции или десорбции растворителя, [c.296]

На частично или полностью протонированной форме анионитов процесс комплексообразования сопровождается ионным обменом при условии, что анионы раствора и противоионы анионита разной природы. Из-за положительного заряда полимерной сетки коэффициент диффузии анионов на один-два порядка выше, чем катионов. Вследствие несоизмеримости скоростей сорбции анионов и катионов протонированной или частично протонированной формой анионитов анионный обмен практически не оказывает влияния на кинетику процесса комплексообразования в фазе полимера [130]. [c.97]

Б. Физическая химия общие вопросы теория строения молекул и химической связи исследования строения и свойств молекул и химической связи кристаллохимия и кристаллография химия твердого тела газы, жидкости, аморфные тела радиохимия, изотопы термодинамика, термохимия, равновесия, физико-химический анализ, фазовые переходы кинетика, горение, взрывы, то-похимия, катализ фотохимия, радиационная химия, газовая электрохимия и химия плазмы, теория фотографического процесса растворы, теория кислот и оснований электрохимия поверхностные явления, адсорбция, хроматография, ионный обмен химия коллоидов, дисперсные системы. [c.71]

Николаев [69] подчеркивает отличие процесса необратимого фиксирования окислителя редоксионитом от эквивалентного замещения ионов при ионном обмене, что не позволяет полностью переносить представления диффузионной кинетики ионного обмена на процессы с редоксиопитами. [c.65]

Процессы и аппараты химической технологии Часть 2 (2002) -- [ c.212 ]

Жидкостная колоночная хроматография том 3 (1978) -- [ c.105 , c.109 ]

Руководство к практическим занятиям по радиохимии (1968) -- [ c.137 ]

Процессы и аппараты химической технологии Часть 2 (1995) -- [ c.212 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология