Кинетика ионного обмена и диффузия ионов

Мгновенный обмен с поверхности. В дальнейшем кинетика определяется скоростью диффузии ионов металла в металл. [c.365]

Эффективность использования обменной емкости смол (т. е. рабочая обменная емкость) зависит от многих факторов, в том числе от скорости фильтрации. Влияние скорости фильтрации связано с кинетикой обменного процесса, которая включает, в частности, диффузию ионов внутри зерна. Скорость ионного обмена выше у слабосшитых и макропористых смол и значительно ниже у сильно-сшитых смол. [c.83]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

Гетерогенный изотопный обмен ионами между кристаллическим осадком и насыщенным раствором протекает по следующим основным стадиям диффузия ионов из раствора к поверхности твердой фазы (может быть исключена сильным перемешиванием) закрепление иона на поверхности твердой фазы перекристаллизация соли путем переноса вещества с одного участка кристалла на другой, что может происходить как с изменением размеров кристалла, так и без него внедрение иона в поверхностный слой твердой фазы путем обмена с соседними ионами по бимолекулярному механизму или за счет циклического процесса, при котором смещаются несколько (5—6) ионов внедрение иона внутрь кристаллической решетки за счет обменной диффузии или диффузии по вакансиям и междоузлиям. Последний процесс, являясь наиболее медленным, определяет кинетику гетерогенного обмена. В результате внешнего и внутреннего облучения кристалла последний приобретает так называемую запасенную энергию. Облучение вызывает образование равновесных и неравновесных дефектов кристаллической структуры, что оказывает влияние прежде всего на обменную диффузию. Для гетерогенного обмена на кривой зависимости Ig (1 —F) от времени t можно выделить два участка, соответствующих разным стадиям обмена. Быстрая стадия связана с обменом на поверхности кристаллов, а медленная — с обменом по всему объему кристаллов. Каждая стадия характеризуется своим периодом полуобмена. [c.193]

В превращениях с участием крупных молекул, характеризующихся большим влиянием диффузионных препятствий на скорость реакции, связь кинетики с обменной емкостью ионита носит более сложный характер. Например, на катионите дауэкс-50 в форме Н—Ма или Н—К на зависимость константы скорости инверсии сахарозы от концентрации каталитически активных ионов в ионите влияет величина модуля Тиле, определяемого радиусом зерна ионита и коэффициентом диффузии превращающегося вещества. Малым значениям модуля отвечает линейная зависимость между константой скорости реакции и концентрацией ионов водорода в ионите, большим значениям — пропорциональность константы скорости корню квадратному из концентрации водородных ионов 120. Характерно, что для данной реакции, осложненной диффузионными затруднениями, на константу скорости влияет не только степень замещения ионов водорода, как в ранее рассмотренном случае гидролиза эфиров , но и природа замещающего катиона, от которой зависит набухаемость катионита. [c.44]

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]

Кинетика анионообменных реакций на смоляных ионитах совершенно аналогична кинетике катионообменных реакций, рассмотренной в предыдущей главе. Некоторые авторы [401] считали, что скорость обмена на смоляных анионитах не определяется диффузией. Однако последующие работы [79—81, 307, 327] показали, что для большей части смоляных анионитов скорость анионного обмена определяется скоростью диффузии ионов через гелеобразную структуру смолы. Следовательно, скорость обмена зависит от таких факторов, как размер зерен, концентрация, температура, степень насыщения обменной емкости и гидратация смолы. [c.48]

На анионитах в солях тиамина осуществлен непосредственный [13] или через ионы СМ8 [14, 15] обмен ионов брома на ионы хлора или ионы N03. Скорость обмена ионов на сорбентах определяется или диффузией ионов через пограничную пленку, или диффузией внутрь зерна сорбента [16]. Изучение кинетики обмена ЗО -анионов на галоген-ионы показало, что определяющим скорость обмена анионов процессом является диффузия через пленку, а также то, что скорость обмена анионов обратно пропорциональна радиусу зерна сорбента и несколько возрастает в ряду Вг СГ. Это связано с уменьшением радиусов ионов [17]. Поэтому можно полагать, что обмен ионов в солях тиамина будет протекать без затруднений при достаточной дисперсности анионита. [c.203]

Г. М. Панченков пренебрегает продольной диффузией. Он показал, что послойный метод решения задачи динамики сорбции (хроматографии) совпадает со способом приближенного решения дифференциального уравнения материального баланса колонки совместно с уравнением изотермы адсорбции при помощи метода конечных разностей. В динамике сорбции одновременно имеют место два процесса 1) диффузионная доставка противоионов к зерну ионита и 2) доставка сорбируемых противоионов потоком подвижной фазы. Скорости внешней диффузии и потока могут находиться в различном соотношении или скорость внешней диффузии намного больше скорости подвода вещества потоком, или скорость внешней диффузии мала или сравнима со скоростью потока раствора. В первом случае ионный обмен (сорбция) определяется потоком. При решении задачи динамики равновесной сорбции послойным методом можно учитывать или внешнедиффузионную, или поточную кинетику. Для колонки, упакованной шарообразными зернами радиуса, [c.99]

Выражения, определяющие изменения концентрации катионов, например, натрия во времени, приведенные выще, можно также использовать для расчетов по кинетике поверхностной диффузии при ионном обмене одно-одновалентных ионов. Это же уравнение можно применять и при изучении обмена других ионов при условии, что их валентности одинаковы. Более сложной является кинетика поверхностной диффузии при ионном обмене для ионов разной валентности (зарядности). Можно взять простейший случай обмена катионов кальция с катионами натрия. Для этого будем исходить из ионита в натриевой форме, зерна которого промыты дистиллированной водой. В зернах этого ионита все места у функциональных групп заняты только катионами натрия. Пусть через колонку, состоящую из зерен этого ионита, протекает очень разбавленный раствор постоянного состава, содерл ащий только катионы кальция и натрия. Допустим, что этот раствор протекает с такой скоростью, что его состав при соприкосновении с зернами ионита мало меняется, Тогда мы можем написать следующее дифференциальное уравнен 1е [c.73]

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]

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]

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]

Проблемы, как сорбция ионов осадками, электрофоретические свойства суспензий, диффузия ионов в кристаллах, изотопный обмен в гетерогенных системах и многие вопросы, относящиеся к области структурной химии. Кроме того, для многих ненабухающих трехмерных ионообменников с жесткой структурой теоретическая обработка данных по термодинамике и кинетике ионного обмена часто бывает намного проще, чем для органических смол, даже в тех случаях, когда стерические эффекты и ограниченная взаимная растворимость твердых фаз могут приводить к осложнениям. [c.8]

В настоящее время достаточно хорошо изучены простые формы ионного обмена в сульфосмолах самодиффузия и диффузия ионов — микрокомпонентов. Показано, что в этих смолах кинетика ионного обмена может определяться только диффузионными процессами [1, 2.] В настоящей работе, кроме простых форм обмена, изучался так называемый полный обмен, который сопровождается изменением катионной формы смолы, а также обмен ионов через катионитовую мембрану, происходящий в простых атационарных условиях. [c.150]

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]

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]

В дальнейшем была сделана попытка учесть различие в подвижностях (коэффициентах диффузии) обменивающихся ионов для случая внешнедиф- фузионной кинетики [2]. Однако экспериментальная проверка показала, что имеется значительное расхождение между теорией и экспериментом. Следующая корректировка теории состояла в учете диффузионных потенциалов, возникающих при обмене разноподвижных ионов, причем эта задача была решена как для случая внешнедиффузионной, так и для внутридиффузионной кинетики [3—5,7]. Учет диффузионных потенциалов производили при помощи уравнения Нернста — Планка. Наличие электрического двойного слоя на границе раздела фаз не учитывалось. По мнению Гельффериха [51, такие слои не влияют на кинетику обмена, поскольку представляют собой чисто равновесные явления. Однако точный расчет, приводимый ниже, показывает, что в сильно разбавленных растворах электрическое поле у поверхности зерна ионита может оказывать влияние на кинетику обмена. [c.11]

Точное аналитическое решение задачи смешанной кинетики, когда скорость переноса ионов в зерне и пленке соизмеримы, не получено из-за математических трудностей. При ряде допущений решение задачи возможно. Так, Гроссман и Адамсон [5] при решении задачи кинетики изотопного обмена на ионите приняли условие, что концентрация входящего иона изменяется линейно но толщине пленки и что степень влияния диффузии в зерне остается постоянной за все время обмена. В работе Шпана и Риба-рича [6] задача решена более строго, без введения этих ограничивающих условий, но реягение также применимо лишь к обмену изотопов. [c.18]

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]

Набухаемость непосредственно связана с кинетическими характеристиками ионитов, особенно органических. Набухание увеличивает скорость ионного обмена. При анализе кинетики процесса ионного обмена обычно рассматривают пять его стадий с учетом взаи.мной диффузии противоионов 1) диффузия адсорбирующихся ионов из раствора к поверхности ионита, 2) диффузия внутри зерна ионита, 3) обмен ионов, 4) диффу-Г1ИЯ замещенных ионов к поверхности ионита, 5) диффузия их от поверхности ионита в раствор. Наиболее медленная стадия—диффузия внутри зерен ионита, она и определяет, главным образом, скорость ионного обмена. Диффузия в растворе может быть ускорена, например, с помощью перемешивания. Скорость диффузии внутри зерна может быть увеличена, если уменьшить его размеры и повысить температуру. Для увеличения скорости ионного обмена уменьшают степень сшивки полимера при его синтезе (увеличивается набухание) и придают ионитам макропористую структуру путем введения при синтезе растворителей, которые затем удаляют из образовавшихся [c.204]

Тассмотрим механизм ионного обмена с точки зрения кинетики. При обмене между двумя фазами происходит перенос противоионов в обеих фазах к поверхности раздела и от нее. Этому переносу ионов в растворе способствует его перемешивание. Однако даже при самом эффективном перемешивании зерно ионообменника остается всегда окруженным неподвижной пленкой раствора (пленка Нернста). Толщина пленки примерно 10 — 10 см. Процесс обмена, происходящий между зернами ионообменника и хорошо перемешиваемым раствором, сводится к трем последовательным стадиям I — диффузия обменивающихся противоионов через стационарную пленку, окружающую зерно ионообменника П — диффузия их в зерне ионообменника П — химический обмен. Собственно обмен — стадия П1 — 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 . Все факторы, которые увеличивают диффузионный поток в пленке и уменьшают поток в зерне, способствуют гелевой кинетике пленочной кинетике благоприятствуют факторы, увеличивающие диффузионный поток в зерне и уменьшающие его в пленке. Например, диффузия Б пленке может быть скоростьопределяющей стадией в системах с более высокой концентрацией фиксированных ионов, с меньшим числом поперечных связей в матрице ионообменника, с меньшим размером зерен, с меньшей концентрацией раствора (<0,01 М), при более слабом перемешивании раствора. При [c.36]

В этой статье будут изложены пекоторые количественные соотношения, которые необходимо иметь в виду при рассмотрении ионообменной колонны, работающей в неравновесных условиях. Проводимый здесь анализ является неполным по двум причинам. Во-первых, число различных твердых веш еств, способных вступать в ионный обмен с раствором, очень велико, а условия, при которых может быть проведен такой обмен, крайне разнообразны. По мнению автора, несмотря на большое число экспериментальных исследований кинетики ионного обмена, мы в настоящее время еще не имеем возможности делать окончательного заключения о механизме процессов, протекающих в том или ином ионите. Во-вторых, в развитии теории имеется серьезный пробел, а именно диффузия в твердых частицах ионита была рассмотрена лишь для очень специальных случаев. До тех вор, пока эта сложная проблема не получит надлежащего истолкования, особенно для толстых слоев ионитов, мы не можем считать теорию вопроса даже приблизительно завершенной. Мы ограничимся здесь общими формулировками изучаемых проблем и рассмотрим детально только один из возможных случаев ионного обмена. [c.34]

Е. С. Перемыслова и Р. П. Сташко изучали влияние температуры на процесс ионного обмена на синтетических катионитах в динамических и статических условиях. Величина рабочей обменной способности ионитов в динамических условиях возрастает пропорционально температуре. Температура оказывает влияние также на кинетику ионообменных процессов, при ее повышении равновесие достигается быстрее, что связано с увеличением скорости диффузии ионов из раствора в катионит. [c.58]

Однако до сих пор отсутствуют надежные методы расчета ионообменной аппаратуры, что естественно затрудняет проблему масштабного перехода от лаборатории к крупнотоннажному промышленному производству. В большинстве случаев ограничиваются эмпирическими расчетными методами [Ч из-за недостаточности данных по кинетике процесса. Для разработки кинетических закономерностей иопообмена необходимо широкое проведение исследований с целью накопления данных о поглотительной способности и других свойствах используемых ионитов [ 2в-зо]. Очень часто возникают трудности при определении точных характеристик обрабатываемых растворов, так как большинство ионообменных смол не обладает достаточной селективностью (т. е. обменивают все одноименные ионы вне зависимости от того, требуется это в данном случае или нет). Не имеется достаточного количества опытных данных и для объяснения причин существования так называемого парадокса ионного обмена [ ], выражающегося в том, что обмен Ка /Н и К /Н на ионитах не подчиняется закону Фика. Установлено, что коэффициент диффузии при ионо-обмене зависит от направления процесса. Так, например, в случае перехода Ка или из раствора в смолу коэффициент диффузии меньше, чем для обратного процесса, причем максимальная разница между коэффициентами диффузии наблюдается при относительном содержании катиона в смоле, равном 0.6. [c.5]

В последнее время применение водно-органических растворителей для разделения ионов хроматографическим методом получает широкое распространение. Это объясняется тем, что введение органического раствори-теля расширяет возможности разделения химически сходных ионов [1, 2]. Наличие в растворе органического растворителя вызывает значительные изменения в состоянии и поведении как растворенного соединения, так и ионита. Вызванное органическим растворителем изменение диэлектрической проницаемости раствора является причиной изменения активной концентрации ионов, что сказывается на кинетике сорбции. Из водноорганического раствора в большей степени, чем из водного, происходит сорбция нейтральных молекул, которая, накладываясь на ионный обмен, увеличивает количество сорбированных ионитом атомов растворенного вещества. Большое значение дпя ионного обмена имеет степень набухания ионита, которая в смешанном растворителе меньше, чем в воде. Меньшая набухаемость — причина меньших размеров пор ионита она затрудняет диффузию растворенного вещества внутрь зерен ионита. Различен также состав жидкой фазы в порах ионита и межзерновом пространстве в порах ионита жидкая фаза богаче более полярным растворителем [3— 10]. Эти обстоятельства и другие, не указанные здесь, сложным образом влияют на ионный обмен. Частичная замена воды органическими раство-штелями в большинстве слутзаев замедляет скорость ионного обмена [c.80]

В качестве примера приведем работу О. М. ]Иамонтовой [75] по определению коэффициентов диффузии иоиов натрия при обмене водорода на натрий и натрия на натрий (коэффициент самодиффузии). Она изучала кинетику обмена по десорбции радиоактивного натрия из катионита в натриевой форме при промывании его растворами соляной кислоты или поваренной соли. Величины коэффициентов диффузии 2) вычисляли по найденной на опыте доле десорбированного за время I радиоактивного изотопа натрия Na . Коэффициенты самодиффузии — диффузии ионов 1Ие1 в катионите в Мв1-форме — вычисляли по формуле [c.102]

Исследован процесс иошюго обмена катионов цезия, стронция и редкоземельных элементов на синтетических цеолитах с целью выяснения возможности использования их как носителей радиоактивных элементов для источников ионизирующего излучения. Показано, что оптимальным для этих целей ионо-обмешшком является цеолит NaX. Определены обменные емкости этого цеолита, составляющие 4.45 мг-экв./г для стронция и 3.6 мг-экв. для цезия и редкоземельных элементов. Получены данные по равновесию обмена натрия на указанные катионы в статических условиях на цеолите NaX. Было установлено, что избирательность цеолита к катиону тем больше, чем больше заряд иона и его радиус. Изучена кинетика процесса обмена и найдены значения коэффициентов диффузии и энергии активации. Показано, что с увеличением радиуса иона коэффициенты диффузии уменьшаются, а энергия активации увеличивается. Исследовано влияние облучения на ионо- [c.276]

Все эти закономерности были выведены для идеализированного процесса. Обмен при условии, что жидкий стой имеет равномерную величину, не соотзетстзует действительности. Можно думать, что там, где ток жидкости ударяется в зерна ионита, толщина жидкостного слоя меньше, чем на обратной стороне зерна ионита. Поэтому величина Аро представляет собой только некоторую среднюю величину. В целом кинетика поверхностной диффузии предусмзтризает другой ход установления равновесия, чем кинетика реакции, при которой происходит обмен разновалентных ионов. Адсорбировавшиеся на зерне ионита ионы в дальнейшем диффундируют внутрь зерна, и одновременно вытесняемые ими ионы другого сорта диффундируют из глубины зерна к его поверхности. Эта диффузия представляет собой бо- [c.74]

Теория кинетики обмена для лимитирующей фазы раствора разработана в рамках пленочной гипотезы. Необходимо поэтому помнить о качественном характере получаемых закономерностей (см. 5). Как и в случае гелевой кинетики, здесь следует различать обмен ионов с различной подвижностью и изотопный обмен (или обмен ионов с одинаковыми коэффициентами диффузии). Первый случай более интересен, так как коэффициент диффузии больших органических ионов может значительно отличаться (в меньшую сторону) от коэффициентов диффузии ионов минеральных солей. Особенно большое отличие должно наблюдаться при обмене органических катионов с ионом водорода и органических анионов с ионом гидроксила, так как Н и ОН" обладают аномально высокими подвижностями в водных растворах. Так же как и при диффузии в ионите, тот факт, что диффундирующие частицы переносят заряд, приводит к необходимости использовать вместо 1-го закона Фика уравнение потока в виде (3. 21) или (3. 22). Этот подход впервые разработан в работе Шлёгля и Гельфериха [ ], а позднее при более общем рассмотрении Н. В. Бычковым с соавт. [ ]. Поскольку пленочная кинетика имеет место в разбавленных растворах электролита, можно без большой ошибки пренебречь зависимостью коэффициентов активности от концентрации. Тогда диффузионные потоки обменивающихся ионов, связанные условием (3. 19), запишутся в виде [c.246]

Температурная зависимость скорости обмена здесь также должна быть заметнее, чем при диффузионном механизме. Подобные случаи не наблюдались при обмене малых ионов минеральных солей (таких как ионы щелочных и щелочноземельных металлов, ион аммония, Вг , СГ, N03 , ЗО ") и простейших органических ионов, таких как анионы низкомолекулярных карбоновых кислот и катионы тетраметил- и тетраэтиламмония. Это и понятно поскольку в водном растворе реакции обмена таких ионов протекают практически мгновенно, вряд ли можно было ожидать, что в набухшем ионите такие реакции будут происходить медленнее, чем диффузия ионов. Другое дело большие органические ионы, способные к образованию дополнительных связей, или нроти-воионы, образующие комплексы с функциональными группами смолы. При обмене таких ионов могут наблюдаться признаки, характерные для химического механизма кинетики. Но и здесь следует остерегаться делать заключения по одному из признаков, например, только по виду кинетической кривой. [c.264]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология