Механизмы процессов растворения в жидких растворах

Механизмы процессов растворения в жидких растворах [c.207]

Из жидких тел для неорганической химии наибольший интерес представляют вода и водные растворы, поэтому остановимся на структуре воды и механизме процесса растворения. [c.167]

Экстракцией из твердых веществ называется процесс извлечения одного или нескольких компонентов этих веществ путем их избирательного растворения в жидкостях (экстрагентах). Простейшей разновидностью процесса является полное растворение индивидуальных твердых веществ или их смесей в жидкостях. Более сложен процесс экстракции (выщелачивания) отдельных компонентов из твердых тел, состоящих из инертного (нерастворимого) скелета, в котором распределено растворимое вещество последнее переходит в раствор, а инертный скелет сохраняется. Оба процесса относятся к числу диффузионных, существенно отличаясь, однако, механизмом протекания. При растворении растворимое вещество непосредственно контактирует с окружающей жидкой средой в течение всего процесса, при экстракции межфазная граница непрерывно передвигается внутрь пористой частицы. В процессе растворения сопротивление переходу твердого вещества в жидкость относительно мало и падает с ростом скорости омывающего потока жидкости в случае экстракции это сопротивление значительно больше, так как молекулы растворимого вещества должны пройти внутри пористой частицы путь, который в среднем равен ее радиусу. Заметим, что возможность интенсификации процесса экстракции путем увеличения скорости потока экстрагента ограничена, поскольку лимитирующей стадией перехода растворимого вещества в раствор является диффузия внутри твердой частицы. [c.598]

Различные типы фотолюминесценции, рассмотренные в гл. I и II, приведены в табл. 11 вместе с механизмами, по которым их можно распознать экспериментально. Отметим, что ко времени написания книги рекомбинационная замедленная флуоресценция и рекомбинационная фосфоресценция были обнаружены только в твердых средах. Замедленная флуоресценция типа Р в жесткой среде пока не обнаружена, но ее, несомненно, можно получить при высокой концентрации растворенного вещества. Не вызывает сомнения, что во всех жидких растворах, в которых испускается замедленная флуоресценция типа Р, должна наблюдаться и сенсибилизованная фосфоресценция (возможно, с низкой интенсивностью). В твердом растворе при высоких концентрациях акцептора ее наблюдали Теренин и Ермолаев [106] в классических исследованиях, впервые продемонстрировавших существование процесса переноса энергии от три- [c.125]

При изучении механизма мембранных процессов разделения жидких смесей необходимо учитывать три основных фактора и их взаимосвязь 1) структуру мембраны 2) структуру разделяемого раствора и его основные термодинамические характеристики 3) взаимодействие раствора (и растворенного вещества) с материалом мембраны. [c.200]

VII.55. Закон роста на поверхности. Законы роста, приведенные в графе 8 табл. VH.5, показывают, что значения показателя степени п меняются от 1,21 до 2,5. Чтобы объяснить это, мы снова рассмотрим механизм роста, описанный в разделах VI.22 и VI.23, который может приводить к такому типу закона роста при низких пересыщениях. Этот механизм включает адсорбцию молекул на поверхности и их миграцию к краям параллельных ступеней роста, где они и присоединяются к решетке. Причиной закона роста высшего порядка является то, что при малых пересыщениях ступени отстоят друг от друга на большие расстояния, и поэтому адсорбированные молекулы могут возвратиться в жидкую фазу прежде, чем они достигнут ступени. Однако, если соображения, высказанные в разделе VII.54, справедливы, нужно принять во внимание не только процессы, происходящие на поверхности кристалла, но и другие процессы, включая отделение молекул растворенного вещества от растворителя, которые сами но себе не менее сложны. Другими словами, суммарный процесс роста из раствора будет значительно более сложным, чем процесс роста из пара, и может оказаться гораздо более трудным установить, какая именно стадия процесса ответственна за закон роста высшего порядка. [c.238]

Процессы рафинирования и экстракции металлов с твердыми и жидкими электродами [1—4]. Механизм процессов электрохимического рафинирования с твердыми электродами основан на том, что системы М +/М в зависимости от металла и раствора, а также от плотности тока и других факторов характеризуются различными электродными потенциалами и разными скоростями процессов растворения и разряда. [c.245]

Имеются также предположения [153] о согласованном механизме протекания отдельных стадий реакции полимеризации. Однако для преимущественной реализации согласованного механизма требуется, чтобы все реагенты были сосредоточены в контактном участке. 3 случае полимеризации этилена в среде растворителя полимеризуется только растворенный этилен, скорость растворения не коррелирует со скоростью согласованной реакции. Снижение во времени скорости полимеризации на металлорганических комплексных катализаторах связано с исчерпанием мономера, находящегося в растворе. Скорость полимеризации лимитируется скоростью растворения мономера. В то же время в отсутствие достаточного количества мономера ускоряется процесс гибели АЦ. Указанные выше особенности полимеризации этилена подтверждаются [192] возможностью значительного повышения активности гомогенных ванадиевых катализаторов при проведении реакции полимеризации в жидком этилене [c.181]

Некоторыми исследователями обнаружен перенос энергии между синглетными состояниями молекул, происходящий по обменному механизму [27—32]. В работах по изучению такого процесса в жидкостях был использован диацетил, у которого в жидких растворах при комнатной температуре наблюдаются и флуоресценция и фосфоресценция. При этих условиях квантовый выход фосфоресценции фр приблизительно в 60 раз больше квантового выхода флуоресценции ф/ диацетила. Однако интенсивную фосфоресценцию диацетила можно полностью устранить, если раствор диацетила насытить кислородом. Растворенный кислород не влияет на спектр флуоресценции, но полностью тушит фосфоресценцию диацетила. Это позволяет легко измерять малоинтенсивную флуоресценцию. [c.138]

Переконденсация и коалесценция. Наряду с образованием рунных агрегатов, происходящим без изменения размера первичных частиц, понижение свободной энергии системы может осуществляться в результате роста первичных образований. Это возможно благодаря процессам переконденсации и коалесценции. Причина переконденсации заключается в более высокой растворимости высокодисперсных частиц по сравнению с грубодисперсными, вследствие чего при подходящих условиях происходит растворение мелких частиц с последующим выделением вещества на более крупных. По аналогии с известным изменением дисперсности жидких капель этот процесс обычно называют перегонкой или переконденсацией . Протеканию процесса по этому механизму благоприятствует высокая концентрация исходного вещества в растворе, и при повышении температуры и растворимости доля этого механизма возрастает. [c.96]

Общий механизм снабжения микроорганизмов кислородом состоит из массопередачи между газовой и жидкой фазами, т. е. растворения кислорода в ферментационном растворе, и затем передачи растворенного кислорода из раствора в массу микроорганизма 142, 58]. Эти биохимические процессы составляют собственно частную группу процессов массопередачи между газом, жидкостью и твердым веществом. [c.221]

Другим видом взаимодействия фаз в хроматографической системе при высоких давлениях является растворение неподвижной жидкости в элюенте. Термодинамическое рассмотрение процесса растворения жидкостей и твердых тел в сжатых газах приведено, например, в работе [7], где дается термодинамическое объяснение формы кривой зависимости растворимости конденсированной фазы в газе от давления, а также указывается, что теоретический количественный расчет растворимости веществ в сжатых газах весьма труден вследствие сложности поведения газовых растворов при высоких давлениях. Следует отметить, что величина растворимости может быть весьма значительной. Так, нанример, азот при 100 °С и 1000 атм растворяет до 10 мол. % бензола, а этилен при 50 °С и 240 атм — до 17 мол.% нафталина [33]. Большие количества жидких углеводородов растворяются в газе, находящемся в соприкосновении с нефтью на больших глубинах. Механизм растворения веществ в сжатых газах связан с межмо-лекулярными взаимодействиями и принципиально не отличается от механизма растворения в жидкости. Однако в силу того, что плотность газового раствора зависит от давления сильнее, чем плотность жидкости, картина межмолекулярных взаимодействий в газовом растворе значительно сложнее, чем в жидком. [c.24]

Когда воды взято очень много по отношению к количеству растворимого стекла, то концентрация ш,елочи в растворе остается низкой, слой частично или полностью гидратированного кремнезема растет, быстро нарастает диффузионное сопротивление в этом слое и скорость растворения резко падает. Слой гидратированного кремнезема не имеет резкой границы со стеклом, поскольку продолжается миграция ионов натрия из фазы стекла в этот слой, а также противоположно направленное движение молекул воды в фазу стекла. Вследствие движения заряженных частиц на границе возникает разность потенциалов, которая тормозит процесс и в обычных стеклах запирает его полностью. Если количество воды, в которой растворяется силикат-глыба, мало, быстро нарастаюш,ая концентрация щелочи в жидкой фазе ускоряет процесс распада силикатного каркаса. Если растворение стекла ш,елочного силиката производить сразу в растворе ш,елочи, то при некоторых концентрациях ш,елочи можно достичь почти конгруэнтного растворения, т. е. натрий и кремнезем будут переходить в раствор в соотношениях, очень близких к тому, какое имеет Место в стекле, но механизм процесса останется неизменным, и конгруэнтное растворение установится при той или иной толш,и-не реакционной зоны или гидратированного кремнеземного слоя. Если при одном и том же соотношении количества стекла и растворителя изменять величину поверхности раздела фаз в сторону Возрастания, т. е. размельчать растворяюш,ийся порошок, то быстро установится концентрация щелочи, при которой процесс станет конгруэнтным и толш,ина слоя гидратированного кремнезема Перестанет расти, а толщина слоя окажется мала. Это приведет [c.41]

Автор применяет моделирование в исследованиях, посвященных изучению механизма и кинетики процессов химического разрушения, растворения и выщелачивания минеральных и других неорганических веществ. Уровень разработки теоретических основ этих процессов недостаточен вследствие зависимости их результатов от целой совокупности характеристик твердого тела и воздействующего на него реагента и в связи с отсутствием законченной количественной теории растворов. Последнее обусловлено не преодоленными пока трудностями исследования жидкого состояния вещества. До настоящего времени отсутствуют строгие решения теоретических вопросов избирательного растворения отдельных веществ, например минералов из их смесей, и научно обоснованного прогнозирования эффективных растворителей. [c.15]

В статье изложены результаты исследований, характеризующие кристаллохимические особенности цементных минералов и их твердых растворов, а именно изоморфизм в цементных минералах — силикатах, алюминатах, алюмоферритах, полиморфные превращения их, дефектность структур твердых растворов. Представлены также данные по кинетике образования и превращений минералов в условиях спекания портландцементного клинкера и их гидратации. Особое внимание уделено процессам растворения минералов в расплаве, кристаллизации жидкой фазы клинкера при охлаждении, взаимодействию алюминатов кальция (СаО-А1гОз, 12СаО-ТлиОз) с водой на ранней стадии гидратации. Установленные зависимости по механизму изученных процессов представлены в виде кинетических уравнений. Библ. — И назв. [c.313]

Представление об электрохимическом механизме растворения жидких металлов (амальгам) с идеально однородной поверхностью было количественно развито А. Н. Фрумкиным в его работе, посвященной интерпретации опытов Бронстеда и Кейна по разложению амальгамы натрия. Скорость разложения такой амальгамы в щелочном растворе оказалась пропорциональной концентрации амальгамы в дробной степени а, близкой к /j. Такая закономерность совершенно необычна для кинетики химических реакций. Б то же время эта зависимость непосредственно вытекает как следствие электрохимического механизма парциальных процессов ионизации натрия и разряда Н-ионов на поверхности амальгамы. Потенциал амальгамы натрия в растворе NaOH определяется соотношением квнцентрации ионов натрия в растворе и концентрации металлического натрия в амальгаме [c.131]

В качестве примера, характеризующего поведение анионитов, может быть рассмотрено влияние метанола, этанола и ацетона на равновесие обмена между нитратными и галогенидными ионами. Поглощение ионов хлора и брома анионитом в КО -форме усиливается нри возрастании концентрации органического растворителя поглощение ионов иода при этом ослабляется [30]. В связи с рассматриваемым вопросом заслуживают упоминания интересные данные Катцина и Геберта [22 ] по сорбции хлоридов лития и кобальта (И) сильноосновным анионитом в С1-форме. Авторы [22) обнаружили значительное влияние содержания воды в воздушно-сухих образцах ионита на их способность сорбировать указанные хлориды из ацетоновых растворов. При этом сорбция протекает не по обменном механизму, а как процесс поглощения ионитом растворенного вещества в целом. Это явление может быть правильно истолковано лишь при учете различного состава растворителя в жидкой фазе и в фазе ионита [14]. Как показали Кеннеди и Дэвис [24], смола с третичными аминогруппами, находящаяся в С1-форме, ведет себя сходным образом, сорбируя катионы и анионы в стехиометрическом соотношении. Поглощение хлоридных комплексов сильноосновными анионитами из смесей соляной кислоты с органическими растворителями существенно отличается от поглощения их из водных растворов соляной кислоты. Рядом авторов [15, 20, 26, 27, 49, 511 опубликованы интересные результаты, касающиеся равновесного распределения в таких системах. Как правило, введение органического раствори- [c.136]

Для металлов с высокими токами обмена при исследовании зависимости потенциала от скорости анодного (и катодного) процесса и при определении механизма процесса нельзя пользоваться уравнениями (8) и (9). Здесь приходится прибегать к нестационарным и переменно-точным методам [63]. До сих пор основное внимание уделялось катодным процессам однако Гери-шер и Штаубах [64] из анализа простой модели для растворения жидкой ртути в перхлоратных растворах 2Не-> + 2е [c.299]

Механизм разрушения кристаллической решетки твердого тела в жидкой среде обычно рассматривается как химическое или электрохимическое растворение. К первому типу разрушения кристаллической решетки твердого тела относится, например, растворение в воде гетеропо-лярных кристаллов хлористого натрия (ионная связь) и гомеополярных кристаллов сахара (атомная связь). В этом случае в раствор переходят положительно и отрицательно заряженные ионы в эквивалентных количествах, или нейтральные молекулы. В результате растворения электронейтральность вещества не нарушается. Ко второму типу разрушения решетки относится растворение металлов, имеющих металлическую связь, в электролитах. В этом случае в раствор переходят ионы, на поверхности же металла остаются электроны. В результате накопления на поверхности металла отрицательных зарядов процесс перехода в раствор из металла следующих ионов тормозится. [c.99]

И. Н. Фиклистовым и Г. А. Аксельрудом [200—2031 были изучены два практически важных случая интенсификации внешнего массообмена с помощью низкочастотных механических колебаний (рис. 7.2, а п в). Здесь, как и во многих других работах, внешний массообмен в условиях экстракционного процесса имитировался растворением солей из числа тех, которые растворяются по диффузионному механизму. В первом случае колебательное движение совершал аппарат с жидкостью, содержащей взвешенные твердые частицы (рис. 7.2, а). Сложность расс.матриваемой ситуации определяется сочетанием двух режимов — инерционного режима вследствие колебаний жидкой среды и взвешенного состояния (см. раздел 1.4). Образуем безразмерный параметр - [c.211]

Поскольку мембранные процессы разделения в водных системах имеют важное значение, свойства воды и особенности взаимодействия между водой и растворенным веществом могут быть использованы для объяснения основных причин взаимодействий растворитель — растворитель и растворитель — растворенное вещество. Уникальные свойства воды и водных растворов достаточно полно обобщены в обзорах [138, 139]. Однако до настоящего времени существуют различные точки зрения на то, что представляет собой структура воды в действительности. Согласно модели мерцающих кластеров Фрэнка и Вэна [140], возникновение водородных связей в жидкой врде возможно благодаря кооперативному механизму их образования, при котором некоторое число водородных связей одновременно образуется и разрывается в группе молекул воды (рис. 4.24). Слабая ковалентность водородной связи обусловливает определенную степень разделения заряда и, следовательно, образование новых связей молекулами, которые уже связаны. Молекулы воды группируются, что приводит к возникновению максимального числа водородных связей в кластере (в кластере при 25 С содержится 100 молекул), которые образуют сферы,где стабилизация связей для молекул, находящихся внутри, больше, чем тех, которые располагаются на поверхности. Образование и растворение этих кластеров регулируется локальными высокоэнергетическими флуктуациями. Несмотря на то что их времена жизни короткие (10 —10 с), тем не менее они на два или три порядка больше, чем период колебательного движения молекулы [142]. [c.172]

Характерная черта растворителя — его способность переводить одну, как правило, жидкую фазу (раствор), одно или несколько других соединений, обычно твердых веществ. Механизм этого явления не сводится только к разъединению и сольватации ионов, присутствующих в кристаллической рещетке, а включает также взаимодействие между молекулами растаорителя и растворенного вещества, которое часто приводит к образованию совершенно новых соединений. О наличии или отсутствии подобного взаимодействия в системе можно судить по алгебраической сумме величин свободных энергий отдельных стадий процесса. Числовые значения этих величин могут сильно меняться для различных систем. Однако для определенных типов растворителей и растворенных веш,еств высокое суммарное значение энергии обычно соответствует высокой растворимости. К таким типам соединений относятся тригалогениды, в частности тригалогениды мышьяка и сурьмы, и оксигалогениды, в частности нитрозил- и фосфорилхлориды. [c.284]

Силикаалюмогели, используемые при синтезе цеолитов и образующиеся при смешении щелочных растворов силиката и алюмината, представляют собой гетерогенные коллоидные системы, состоящие из твердой и жидкой фаз. Развиваемые представления о механизме кристаллизации таких щелочных силикаалюмогелей базируются на признании исключительной роли жидкой фазы гелей в процессах образования зародышей кристаллов при допущении, что дальнейший рост кристаллов обеспечивается растворением твердой фазы гелей, продолжающимся до полного перехода в раствор ее компонентов, и через раствор в кристаллическую фазу. Показано, что гели, полученные из золя SiOg и раствора алюмината, в отличие от гелей, полученных из щелочных растворов силиката и алюмината, обладают специфическими особенностями химической структуры, с которыми, очевидно, связаны оставшиеся без объяснения особенности их кристаллизации. Изложенные представления о механизме кристаллизации цеолитов из силикаалюмогелей позволяют удовлетворительно объяснить все многообразие экспериментальных фактов, относящихся к кристаллизации цеолитов. Библ. — 20 назв., рис. — 2, табл. — 1. [c.261]

Термопервапорация — новый метод разделения жидких смесей. В качестве мембраны используется композитная (или асимметричная) мембрана, состоящая из непористого полимерного слоя, нанесенного на микропористую мембрану (подложку, не смачиваемую пермеатом). Высокую селективность данного процесса обеспечивает полимерный слой, контактирующий с исходным теплым раствором, а высокая производительность достигается за счет малой толщины активного слоя и несмачиваемости холодным пермеатом микропористой мембраны. Массоперенос компонентов водного раствора через указанную мембрану в процессе термоперва-порации протекает в две стадии перенос через полимерный слой (по механизму растворение — диффузия) и перенос через гидрофильную подложку (по механизму мембранной дистилляции). [c.390]

Френкель [128] теоретически рассмотрел возможность получения широких и мультимодальных МВР при гетерофазной полимеризации на основе некоторых упрощающих допущений относительно обмена радикалами между жидкой и твердой фазами. Мудьтимодальность возникает в результате протекания элементарных реакций в разных фазах, каждая из которых характеризуется своей концентрацией мономера, радикалов, инициатора, а следовательно, скоростью инициирования, роста и обрыва цепи и механизмом обрыва. В общем случае в системе могут протекать и межфазные процессы обмена радикалами и обрыва цени. Таким образом, происходит наложение нескольких распределений, возникших в каждой фазе. Часть полимера при достаточно высокой его растворимости образуется в растворе, и обрыв цепи происходит в жидкой фазе К" + К" Р часть растущих цепей, захваченных или генерированных в твердой фазе, дезактивируется либо при взаимодействии с растворенными макрорадикалами Р - - К ->- Р, либо нри взаимодействии с другим таким же макрорадикалом в частице Р Р Р. [c.115]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология