Термодинамика процессов ионного обмена

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]

Теоретические и экспериментальные исследования по равновесию ионного обмена на природных объектах [8—10, 17—40, 109—1321 касались в основном обмена ионов на почвах ж минералах. Не останавливаясь на ранних работах по ионному обмену на минералах, опубликованных еще в прошлом веке (работы Уэя, Лемберга и др.), рассмотрим ионный обмен на почвах. Особенности ионного обмена на почвах связаны с наличием органического поглощающего комплекса почв [41]. Однако термодинамика обычно рассматривает процессы ионного обмена независимо от механизма связы-вания ионов. Поэтому теоретические представления, касающиеся равновесия ионного обмена па почвах, могут быть распространены на ионный обмен в горных породах. [c.64]

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]

Как и при комплексообразовании в растворе, термодинамика процесса комплексообразования с. участием комплекситов может быть оценена по влиянию температуры на константу равновесия реакции комплексообразования и прямыми калориметрическими измерениями. Определить термодинамические функции прямыми калориметрическими измерениями весьма сложно. Это связано с тем, что процесс комплексообразования сопровождается ионным обменом, гидролизом ионизированных [c.141]

В обзоре [513] обсуждается применение термодинамики и кинетики обменных процессов к некоторым конкретным системам, включающим наиболее важные в области катализа и адсорбции цеолит-ные образцы. Приведены результаты изучения емкости, сродства, селективности, констант равновесия ионного обмена на различных структурных типах пористых кристаллов. При сравнении ионообменных свойств синтетических цеолитов и смол представляется возможность выбора оптимального ионообменника для конкретного случая обмена [48Ы. [c.49]

Б. Физическая химия. Общие вопросы. Некоторые вопросы субатомного строения вещества. Превращения ядер. Атом. Молекула. Химическая связь. Молекулярные спектры. Кристаллы. Газы. Жидкости. Аморфные тела. Радиохимия. Изотопы. Термодинамика. Термохимия. Равновесия. Фазовые переходы. Физико-химический анализ. Кинетика. Горение. Взрывы. Топохимия. Катализ. Радиационная химия. Фотохимия. Теория фотографического процесса. Растворы. Теория кислот и оснований. Электрохимия. Поверхностные явления. Адсорбция. Хроматография. Ионный обмен. Химия коллоидов. Дисперсное состояние. [c.29]

Состояние вещества определяется его структурой и характером взаимодействия, между его частицами (атомами, молекулами или ионами), что позволяет объяснить все механические, многие физические и некоторые физико-химические свойства реально существующих материалов. Законы, которым подчиняются совокупности химических частиц и от которых зависит состояние тела, рассматривает термодинамика — наука, изучающая взаимопревращение разных форм энергии и ее обмен между системой и внещней средой, а также энергетические эффекты и возможность самопроизвольного протекания различных процессов. [c.80]

Следует проводить четкое различие между полной обменной емкостью, равновесной сорбцией и скоростью обмена. Полная емкость зависит от химического состава глины и для катионов уменьшается в таком порядке монтмориллонит>иллит>каолинит (см. табл. 3). Сорбция — равновесный процесс и зависит от термодинамики обмена, состава раствора и его концентрации в отличие от полной емкости сорбция зависит от выбранного катиона и катионной формы глины, с которой он находится в равновесии. Скорость обмена — кинетическая характеристика и зависит от величины поверхности твердого вещества и скорости диффузии катионов из раствора в твердое вещество и наоборот. Благодаря тому что каолинит быстро диспергируется и обмен ионов протекает на поверхности частиц, а также вследствие слабого на- [c.32]

При количественных расчетах ионообменного процесса по теории доннановского мембранного равновесия вместо концентраций нужно подставлять активности. Чтобы вычислить на основании термодинамики осмотическое давление, нужно иметь в виду, что чем подвижнее и осмотически активнее обмениваемые ионы, тем меньше активность растворителя и тем больше молекул растворителя может проникнуть в зерна смолы до того момента, когда давление набухания будет уравновешено эластичным натяжением каркаса смолы. При этом активность воды в смоле и в растворе будет разная, и необходимо учитывать число молей осмотически активных ионов в зернах смолы, объем зерен смолы, объем каркаса смолы и эффективный гидратированный объем обмениваемых ионов. Термодинамическое осмотическое давление ионита пропорционально концентрации подвижных обмениваемых ионов и, следовательно, возрастает с увеличением обменной емкости смолы и уменьшается при ассоциации обмениваемых ионов с функциональными группами, несущими противоположные заряды. Это давление увеличивается также с увеличением диаметра обмениваемых ионов. Эластичность каркаса ионита можно охарактеризовать через свободный объем ионита, соответствующий значению осмотического давления, равному нулю, и произведению осмотического давления на модуль эластичности смолы. При этом свободная энергия сорбции воды соответствует переносу грамм-молекул воды из раствора в смолу и определяется по формуле [c.39]

Кауко рассматривал реакции гидратации доменных шлаков с точки зрения термодинамики. Как показал предварительный расчет энтропии, эти шлаки характеризуются значительной свободной энергией гидратации. Процессы растворения, кристаллизации и диффузии при гидратации шлаков можно сравнить с медленно протекающими реакциями полисахаридов Стекловидная природа шлаков, согласно Кауко, прежде всего указывает на отсутствие внутреннего равно(весия. Первая реакция шлака с водой представляет собой ионный обмен между Н + и подвижными катионами, помимо которого также происходит адсорбция щелочей. Последующие реакции превращают шлак в необратимые продукты, причем образуются хлопья кремневых гелей, а реакция гидроокиси кальция с кремнеземом приводит к усадке и твердению. [c.832]

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]

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]

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]

Методы обработки экспериментальных результатов. Объем и нaJчнaя ценность информации, полученной в результате проведенного эксперимента, существенно зависят от полноты и качества последующей обработки экспериментальных данных. Первичная обработка должна сводиться к пересчету экспериментальных данных и приведению их к одной размерности, что позволит получить обоснованные выводы. Особое значение придается способу выражения обменной емкости при изучении термодинамики ионного обмена [118] и кинетики уменьшения обменной емкости ионитов при нагревании или облучении [119— 121], так как в процессе ионного обмена, отщепления или образования новых функциональных групп изменяются масса сухого [c.26]

При обмене ионов на ненабухающих ионитах, когда в процессе обмена не происходит изменения объема твердой фазы, т. е. АФ =0, уравнения (II. 20) и (II. 21) превращаются в уравнение Б, П. Никольского — автора теории ионного обмена, основанной на термодинамике и статистической механике [47] [c.85]

Понятие Т., сформулированное для равновесного состояния системы в целом, используется и для характеристики локального термодинамич. равновесия, еслн система в целом неравновесна и ее Т. рассматривается как непрерывная ф-ция координат и времени. При локальном термодинамич. равновесии малые элементы объема приближенно рассматриваются как равновесные, обладающие каждый своей Т., и учитьтается обмен энергией (энтропией) между ними. Локальное термодинамич. равновесие-одно из осн. понятий термодинамики необратимых процессов. В ряде физ. задач неравновесная система м.б. разбита на подсистемы, в к-рых время установления термич. равновесия много меньше времени достижения равновесия системой в целом. Подобная ситуация м. б. охарактеризована тем, что каждой из подсистем соотносится своя Т., отличная от Т. других подсистем. Напр., в полухфоводниках Т. электронов проводимости в сильном электрич. поле много выше Т. решетки в плазме отдельно рассматривают Т. электронов и Т. ионов. [c.519]

Применение. Методом ЭПР можно определять концентрацию и идентифицировать парамагн. частицы в любом агрегатном состоянии, что незаменимо для исследования кинетики и механизма процессов, происходящих с их участием. Спектроскопия ЭПР применяется в радиационной химии, фотохимии, катализе, в изучении процессов окисления и горения, строения и реакционной способности орг. своб. радикалов и ион-радикалов, полимерных систем с сопряженными связями. Методом ЭПР решается широкий круг струк-турно-динамич. задач. Детальное исследование спектров ЭПР парамагн. ионов d- и /-элементов позволяет определить валентное состояние иона, найти симметрию кристаллич. Поля, количественно изучать кинетику и термодинамику многоступенчатых процессов комплексообразования ионов. Динамич. эффекты в спектрах ЭПР, проявляющиеся в специфич. уши-рении отдельных компонент СТС, обусловленном модуляцией величины констант СТВ за счет внутри- и межмол. хим. р-ций, позволяют количественно исследовать эти р-ции, напр, электронный обмен между ион-р калами и исходными молекулами типа + А. < А + Д , лигандный обмен типа LK + L + L, внутримол. процессы вращения отдельных фрагментов в радикалах, конформац. вырожденные переходы, внутримол. процессы перемещения атомов или Фупп атомов в радикалах и т. д. [c.450]