Реакции обмена ионами металлов

Реакция ионного обмена, как было показано Лонгом, может быть использована для изучения структуры комплексных соединений. Ионный обмен может указывать на характер связи в комплексных соединениях. Так, если исследовать обмен трехвалентных металлов с комплексными соединениями щавелевой кислоты, имеющими общую структуру [c.372]

Первоначальная схема процесса изображена на рис. 95 [366, 367]. Процесс включает четыре стадии 1) ионный обмен 2) разделение катализатора и смолы 3) выделение катализатора из суспензии 4) регенерация смолы. Катализатор, загрязненный металлами, поступает самотеком в один из четырех реакторов, где он смешивается с ионообменной смолой, с которой реагируют ионы металлов. При этом температура, концентрация, pH раствора и длительность реакции тщательно поддерживаются на оптимальном уровне, необходимом для удаления металлов. Каждый реактор представляет собой котел емкостью 15 с рубашкой и механической мешалкой. Смолу подают в виде суспензии в химически очищенной воде. Когда реактор уже полностью загружен, катализатор и смолу тщательно перемешивают. Реакторы работают в следую- [c.232]

Строение двойного электрического слоя (д. э. с.) имеет большое значение в кинетике электродных процессов. Равновесные потенциалы не зависят от строения д. э. с. Это объясняется тем, что равновесные электродные потенциалы определяются химическими потенциалами атомов металла в глубине электрода и ионов металла в глубине раствора электролита. Скорость электрохимической реакции, ее механизм и влияние на нее различных факторов зависят от строения двойного электрического слоя. Двойной электрический слой может образоваться при обмене ионами между электродом и раствором электролита. Если химический потенциал ионов в растворе электролита больше, чем атомов в металле, то выделившиеся на поверхности электрода ионы притягивают к себе анионы из раствора. Одной обкладкой д. э.с. служат положительные заряды со стороны металла, другой обкладкой — отрицательные заряды анионов со стороны раствора. Наоборот, если химический потенциал атомов в металле больше химического потенциала его ионов в растворе, то. перешедшие из металла в раствор ионы притянутся к его поверхности избыточными электронами. При этом также об- разуется двойной электрический слой, но с противоположным расположением заряда. Обкладка д. э. с. со стороны металла заряжена отрицательно (избыточные электроны), а со стороны раствора электролита — положительно (катионы). [c.299]

При погружении металла в раствор соли этого же металла возможен переход его в виде ионов с поверхности в раствор или, наоборот, переход ионов металла, находящихся в растворе, на поверхность металла. На границе раздела фаз металл — раствор электролита также протекают электрохимические реакции (обмен ионов), в результате которых поверхность электрода приобретает заряд. Знак заряда зависит от того, какой из указанных процессов происходит преимущественно. Ионы раствора имеют заряд, по знаку противоположный заряду металла. Практически бывает так, что одни металлы, более активные, обычно заряжаются в растворе своих солей отрицательно, другие, менее активные, т. е. обладающие малой способностью посылать свои ионы в раствор (например, платина, серебро, золото и другие)положительно по отношению к раствору. Заряд иона относительно велик и поэтому при переходе даже очень малого числа ионов (порядка Ю —10- ° г) между металлом и раствором при равновесии возникает значительная, поддающаяся измерению, разность потенциалов. [c.14]

В общем случае можно ожидать для сульфидов проявления многих типов сорбционных актов, свойственных оксигидратам. Но в случае сульфидов они имеют характер поверхностных процессов, определяющих их коллоидно-химические свойства. В объеме сульфидов обычно протекают лишь те сорбционные процессы, которые связаны с обменом ионов металлов или серы, например гетерогенные ионообменные реакции. Продукты реакции представляют собой смесь фаз индивидуальных сульфидов [23, 24], но, вероятно, могут образоваться и твердые растворы или химические соединения [20—22]. [c.28]

Со(1И)-триеновые системы удобны тем, что обмен и замещение воды в координационной сфере иона металла — всегда очень медленный процесс от минут до часов), т. е. кинетические параметры можно легко оценить. Медленный обмен лигандов в водном растворе позволяет использовать изотопную метку для прослеживания реакционного пути координированной молекулы воды или гидроксогруппы и, таким образом, дает возможность различить прямой нуклеофильный и общий основной механизмы гидролиза. Однако помимо указанных преимуществ у этих систем имеются и очевидные недостатки, если рассматривать соответствие их (или отсутствие такового) ферментативным процессам. Например, Со(1П)-триеновые комплексы, инициирующие реакции, находятся в сте-хиометрическом, а не каталитическом соотношении с продуктом гидролиза или гидратации, который остается прочно связанным с находящимся в комплексе металлом. По этой причине комплексы Со(П1) не столь пригодны, как могли бы быть, для моделирования ферментов. Тем не менее из-за благоприятного понижения (ДЯ" практически не меняется) при комплексообразовании с подходящими лигандами наблюдалось увеличение скорости в 10 раз. Несмотря ни на что, обсуждаемая здесь система все же неплохая модель, что обусловлено способностью металлов поляризовать прилегающие молекулы субстрата и активировать координированные нуклеофильные группы. [c.356]

В двойном электрическом слое на границе металл — раствор установится равновесный обмен ионами согласно сосуществующим реакциям [c.128]

Приведенные на рис. 1 результаты показывают, что ряд ионов, например, церий (IV), теллур (VI) и вольфрам (VI), сорбируются в количествах, в 2—2,4 раза превышающих величину ПОЕ анионита. Это свидетельствует о том, что анионитом сорбируются определенные комплексы этих металлов. Используя представления (9, 10], можно, к примеру, рассчитать состав сорбированных комплексов церия (IV). В связи с тем, что ионообменные реакции эквивалентны, количество сорбированных ионов (А) в мг-экв незакомплексованных ионов (Се =") во столько раз превышает число мг-экв обменных групп, занятых комплексами (Г), во сколько раз заряд иона металла (Z = 4) превышает заряд комплексного иона, приходящегося на один атом металла в комплексе (Zi). Отсюда можно составить соотношение [c.144]

Высокие температуры расплавов способствуют протеканию побочных обменных реакций с образованием ионов металлов разной валентности [c.98]

Обмен комплексного иона со средой лигандами или ионом металла. Реакции обмена позволяют судить о том, лабильна или инертна комплексная частица. К ним относятся следующие реакции. [c.36]

В возникновении водородной функции и отклонениях от нее в определенных щелочных растворах большую роль играет обмен ионов щелочных металлов, находящихся в промежутках кремний-кислородной решетки, на ионы из раствора, в который погружен стеклянный электрод. Стеклянный электрод отличается от рассмотренных ранее электродов тем, что в соответствующей ему электродной реакции не участвуют электроны. Электродная реакция сводится здесь к обмену ионами водорода между двумя фазами —раствором и стеклом [c.18]

Для получения одного из перечисленных газов обменной ионной реакцией следует исходить из соединения данного неметалла с металлом и соединения, содержащего ионы Н (кислота или, реже, вода) например [c.127]

Поскольку центральный ион окружен лигандами, такая замена не идет без предварительного отщепления хотя бы части лигандов. Эти реакции протекают медленнее реакций обмена лигандами, их механизм сложнее, а их скорость является менее надежным критерием инертности или лабильности комплекса. Обмен лиганда со средой удобно рассматривать на акво-ио-нах. Молекула воды, координированная ионом металла, расположена в потенциальной яме (рис. 22), причем положение равно-весия соответствует точке [c.54]

Процессы, происходящие при выплавке чугуна, стали и других металлов, включают в себя взаимодействие между металлом и шлаком. Так как металлургические шлаки являются электролитами, то подобные реакции имеют электрохимическую природу. Так же как и в случае металла, погруженного в водный раствор электролита, иа границе жидкой стали и расплавленного шлака возникает двойной электрический слой. Поэтому между этими двумя фазами существует скачок электрического потенциала, который влияет иа обмен ионами между металлом и шлаком, т. е. на протекание химических реакций сталеплавильного производства. Двойной электрический слой может, например, возникнуть в результате перехода закиси железа из шлака в металл по реакции [c.271]

При атмосферной коррозии на металле сначала образуется водяная пленка. Она содержит некоторые растворенные вещества (соли, СО2, Нг5 и др.), и, таким образом, является электролитом. Происходящее затем разрушение металла обусловлено обменом ионами между металлом и раствором с участием электронов. Иными словами, возникают процессы, подобные происходящим в гальванических элементах. Они представляют собой совокупность катодных и анодных реакций. При анодных реакциях ионы металла из кристаллической решетки переходят в раствор. Металл заряжается отрицательно, так как в нем остаются избыточные электроны. Дальнейшее протекание процесса обусловлено удалением (нейтрализацией) этих электронов, т. е. протеканием катодных реакций. Таким процессом может быть, например, соединение электронов с ионами водорода или с газообразным кислородом по одной из следующих реакций [c.272]

Можно привести и другие примеры косвенного комплексонометрического определения различных ионов. Так, при взбалтывании растворов различных солей с амальгамой цинка происходит обменная реакция, более электроположительные металлы переходят в амальгаму, а ионы цинка переходят в раствор. После определения содержания перешедшего в раствор цинка рассчитывают содержание определяемого -металла [c.286]

Стеклянный электрод отличается от рассмотренных ранее электродов тем, что в соответствующей ему электродной реакции не участвуют электроны все сводится к обмену ионами водорода и катионами щелочного металла между двумя фазами - раствором и стеклом [c.54]

Если в качестве экстрагента использовать комплекс экстракционного реагента с ионом металла, то в этом случае экстрагироваться будут только те элементы, которые образуют более устойчивые комплексы с экстракционным реагентом. Уравнение обменной реакции дпя комплексов будет иметь вид [c.237]

Специфическая адсорбция более избирательна, чем неспецифическая, и зависит как от свойств сорбируемых ионов, так и от природы поверхностных функциональных групп, поэтому тяжелые металлы энергично адсорбируются почвами из растворов. Механизм специфического поглощения более свойствен свинцу, чем цинку и кадмию. Коэффициенты селективности, рассчитанные для обменной реакции катионов тяжелых металлов с поглощенным кальцием, подтверждают преимущественное поглощение тяжелых металлов по сравнению с кальцием, а в ряду тяжелых металлов селективность адсорбции свинца более чем в 1000 раз выше, чем цинка и кадмия (табл. 33). Таким образом, процесс трансформации поступивших в почву в процессе техногенеза тяжелых металлов включает следующие стадии [c.95]

Методы осаждения основаны на обменных ионных реакциях с образованием малорастворимых в воде веществ, выпадающих в виде осадков. Они особенно эффективны при нейтрализации нерадиоактивных тяжелых металлов (Сг, РЬ, Ня, Сс1) и радионуклидов в грунте. В почве после ее обработки фиксируется более 90% указанных элемен- [c.18]

Молекулы кристаллизационной воды в таких солях во многих случаях можно считать лигандами, что особенно справедливо для переходных и высокозарядных ионов непереходных элементов. Кристаллизационную воду солей щелочных металлов не всегда можно считать координационной водой. Спектры поглощения этих комплексов подобны спектрам водных растворов солей соответствующих металлов, и это показывает, что в водных растворах ионы металлов находятся в виде аква-комплексов. С другой стороны, свойства кристаллов и водных растворов комплексов металлов группы платины, а также Со(П1) и Сг(1П), содержащих неводные лиганды, совпадают, что обусловлено в данном случае медленно идущей реакцией обмена лигандов и сохранением в водном растворе вокруг катиона тех же лигандов, как в кристалле. Быстрый обмен лигандами в водном растворе, характерный для других катионов металлов, объясняет, почему в этом случае эти катионы в водных [c.225]

Как особый класс представляют цеолитсодержащие алюмосили-катные катализаторы крекинга нефтяного сырья, в которых главную роль играют кристаллические цеолиты, имеющие каркасную структуру с относительно большими сотообразными полостями, которые сообщаются окнами малых размеров так, что все полости связаны между собой. В 1 г цеолита имеется около 1020 полостей и 800 м поверхности, способной к ионному обмену на металлы. Цеолиты диспергируются в аморфной матрице, которая выполняет роль носителя с крупными порами, и при крекинге способствует первичному распаду высокомолекулярного нефтяного сырья и тем самым готовит сырье для последующих вторичных реакций на цеолите. [c.199]

Разнообразные применения имеет ионный обмен в технике. В качестве примера можно привести процессы умягчения и обессоливания воды. Умягчение воды — замену ионов кальция на ионы натрия можно проводить с помощью высокопористых минералов алюмосиликатов цеолитного типа с общей формулой А120з-т 102-пН20, в которых часть ионов водорода может заменяться на ионы металлов. Используются как природные минералы этого типа, так и синтетические (пермутит). Обозначая условно единичную ионообменную группу через ЫаП, реакцию ионного обмена можно представить в виде [c.213]

Для протекания реакции гидрогенизации очень существенно активирование как водорода, так и бензола на катализаторе. При изучении Н-О обмена с цеолитами было обнаружено, что заметный изотопный обмен осуществляется, например, на СгЫаХ, НМаХ и НМаЛ, т. е. водород диссоциирует и находится в активированном состоянии. Однако гидрогенизацию бензола эти цеолиты не ведут. Это свидетельствует о том, что сами по себе цеолиты не активируют бензол и становятся катализаторами гидрогенизации бензола после появления в них металлической фазы, которая образуется при восстановлении обменных ионов металлов. С этой точки зрения понятно отсутствие гидрогенизационной активности у водородных форм изученных цеолитов. С СгЫаХ образцом дело обстоит иначе. Известно, что СггОз катализирует реакцию гидрогенизации [27], однако, кроме того, что в цеолите ион хрома может занимать 5 различных положений и, следовательно, быть еще более энергетически неоднородным, чем двухзарядный ион, ионы хрома могут находиться в различном валентном состоянии и не активировать реакцию гидрогенизации бензола. Существенную роль играет расселение катионов в цеолите и связанная с этим доступность их для реагирующей молекулы. [c.464]

Катиониты представляют собой высокомолекулярные органические смолы, полученные синтетическим путем. Их можно рассматривать как электролиты, у которых основная масса нерастворима, iB раствор же переходят иодвижные ионы В1одорода, способные к обменным реакциям с ионами металлов. Процесс этот протекает до конца. [c.102]

Экстракция металлов фенолами может рассматриваться как катионный обмен ионов металла, присутствующих первоначально в водной фазе, с протоном экстрагента в органической фазе. В общем виде процесс экстракции (а также лежащая в его основе реакция солеобразова-ния) может быть записан следующим образом [c.6]

Другой вид инертности в химических реакциях был обнаружен для плоских квадратных или искаженных октаэдрических комплексов Си(П), Ni(H), Со (И) и Zn, образованных с участием би- или тетрадентатных лигандов типа оснований Шиффа. Обмен иона металла в комплексах этого типа включает, по-видимому, постепенное развертывание лиганда, покидающего координационную сферу иона металла, и одновременно охватывание им другого иона металла. Исследования, выполненные главным образом в растворах пиридина, указывают, что скорость обмена возрастает в последовательности Zn > Со(П) > Си(П) > >№(0). Комплексы № с N, М -этилен-бнс(салицилальдимином) и с N, Ы -о-фенилен-бис(салицилальдимином) при комнатной температуре не изменились в течение 48 час [8]. Подобно этому, при 25° и pH 6,8 при обмене № в бис-комплексе с 1,1,2,2-тетраме- [c.98]

Второй принцип находится в согласии с вероятным механизмом возникновения равновесного скачка потенциала на границе металл — раствор, хотя обмен ионами не исчерпывает всех возможных п )ичин, приводящих к образованию скачка потенциала на этой границе. Если между электродом и раствором существует равновесие, то электродный потенциал будет мерой изменения изобарно-изотермического нотенциала G соответствующей электродной реакции. При заданной электродной реакции электродный нэтенциал должен быть определенной и постоянной величиной. Как показывает уравнение для электродного нотенциала [c.217]

Согласно теории Нернста, при погружении металла в раствор, содержащий его ионы, сразу же начинается обмен ионами между металлом и раствором В зависимости от природы металла и состава раствора возможны три случая 1) л> Р 2) л < Я и 3) л = Р. В первых двух случаях происходит преимущественный переход ионов или из раствора в металл (п> Р), или из металла в раствор (л<сЯ). I Так как ионы за 1яжены, то их преимущественный переход в какую- либо сторону сразу приводит к появлению в ней положительного заряда, в то время как другая фаза зарядится отрицательно Разность потенциалов, возникающая в результате неравномерного распределения зарядов, будет ускорять медленный процесс и тормозить быстрый. Через некоторый (очень малый) промежуток времени скачок потенциала уравняет скорости обмена в обоих направлениях. В дальнейшем потенциал не будет изменяться. Его постоянное значение соответствует равновесию между металлом и раствором и является мерой изменения свободной энергии Гиббса, которая отвечает электродной реакции. В этих условиях осмотическая работа A = RT u P/n.) будет уравновешиваться электрической работой 2/ ф, т. е. [c.163]

Представление о механизме диспропорционирования неоднозначно. Изотопным методом установлено, что обмен алкилидено-выми группами осуществляется с расщеплением двойной, а не одинарной связи углерод—углерод [22, с. 178]. Реакции диспропорционирования, возможно, включают образование координированных в сфере иона металла карбенов и поверхностных циклических соединений. Так, в реакции диспропорционирования олефинов [c.58]

Наиболее эффективные катализаторы эпоксидирования — гете-ролитнческой реакции — не должны быть сильными катализаторами радикально-цепного окисления, центральный ион металла в комплексе должен иметь вакантные -орбитали, способные к образованию донорно-акцепторных связей при координации с лигандом, наконец, ион металла должен быть окружен сравнительно лабильными лигандами (чтобы легко происходил их обмен на молекулы гидроперекиси) [43]. [c.193]

Впервые такая точка зрения на коррозионные процессы была высказана и обоснована А. И. Шултиным. Он предлагает рассматривать растворение меташлов с выделением Нг как элек-трохимичеакий обмен, подобный замещению в растворе ионов меди железом, обоснование которого не усложняется представлением о локальных элементах. Шултин предложил следующий механизм растворения при соприкосновении металла с раствором часть ионов металла, составляющая его кристаллическую решетку, переходит в раствор, оставляя металлическую поверхность заряженной отрицательно возникающий двойной электрический алой, внешнюю обкладку которого в первый момент составляют перешедшие в раствор ионы металла, через некоторое время может прекратить дальнейшее растворение. Однако в результате кинетического взаимодействия раствора часть ионов металла может быть заменена в двойном слое другим и, присутствующими в растворе катионами. Если они имеют менее отрицательную природу, то неизбежно должны будут разрядиться и тем самым вызвать продолжение процесса растворения. Таким образом, роль постороннего включения может сводиться не к образованию элементов, а, к облегчению катодной реакции вследствие понижения на них. [c.412]

Сульфиды 5-элементов имеют смешанный тип хими ческой связи ионную между атомами металла и серы ковалентную между атомами серы (в полисульфидах) Для этих сульфидов характерны полупроводниковые свойства. Сульфиды - и /-элементов характеризуются преимущественно металлическим характером связи атомов серы и металла, и свойства варьируют от метал лических (2г5, Т18, ЬаЗ) до полупроводниковых (Т132 МоЗг, СезЗз). Сульфиды р-элементов — преимущест венно ковалентные полупроводники (Т З, РЬ8, В128з) Большое значение в металлургии имеют а) реак ции металлов с водой и кислотами б) реакции обмен иого взаимодействия с соединениями других металлов Химизм вытеснения водорода из воды, разбавлен яых кислородных и бескислородных кислот и щелочей сводится к восстановлению водорода [c.220]

Взаимодействие между органическим реагентом и ионом металла можно условно разбить на две стадии Первая — это сближение реагирующих частиц, точнее катиона металла и функционально-аналитической группы реагента Вторая стадия, проявляющаяся на расстояниях, близких к длине химической связи, — это непосредственное взаимодействие катиона металла с отдельными донорными атомами, входящими в состав функционально-аналитической группировки Это взаимодействие характеризуется электронным обменом и приводит к образованию продукта реакции Здесь не рассматриваются осложняющие обстоятельства, ю)то-рые сопровождают этот процесс десольватация реагирующих частиц, образование циклов и другие Необходимо обратить внимание на то, что, согпасно приведенным выще соображениям, удаленные заместители разной природы лищь в незначительной степени изменяют электронное состояние атомов функционально-аналитической группировки реагента Эти изменения поэтому не должны существенно отражаться на реакционной способности данной группировки по отнощению к определяемому иону металла Действительно, опыт показывает, что реакционная способность и избирательность действия реагентов-аналогов существенно не изменяется с изменением природы заместителей [c.183]

Внешнесферный механизм переноса электрона (т. е. без участия внутренней координационной сферы) подтверждается реакцией с использованием радиоактивного металла (например, кобальта) или меченых лигандов [143— 147]. Эле1Ктронная конфигурация ионов металлов и природа лиганда, а также его строение играют важную роль в обменных процессах [148—151]. Сделано предположение, что у двухвалентного кобальта имеется -электронная конфигурация, и она, очевидно, препятствует обмену электрона даже при координации с лигандом, способствующим переносу электрона. Способность лигандов в зависимости от их природы и состава участвовать в качестве мостика при переносе электронов уменьшается в ряду [139] [c.40]

Этот прием титрования используют в тех случаях, когда невозможно прямое титрование либо потому, что реакция определяемого иона с комплексоном протекает очень медленно, либо потому, что не удается подобрать хороший индикатор, позволяющий достаточно точно установить конец титрования. Если при прямом титровании реакция образования комплексоната определяемого металла протекает медленно, то и обменная реакция протекает, как правило, тоже медленно. Поэтому необходимо ждать, пока процесс пройдет полностью или даже ускорить его нагреванием раствора, прежде чем начать титрование осовободившегося катиона М[. При этом обменная реакция обязательно должна пройти количественно. Если прямое титрование определяемого иона затруднительно не из-за скорости реакции, а только из-за отсутствия хорошего индикатора, то степень протекания обменной реакции особого значения не имеет, поскольку для наблюдения изменения окраски индиатора достаточно лишь незначительного количества замещаемого металла. В этом случае соотношение условных констант устойчивости комплексонатов оказывает влияние лишь на количество добавляемого комплексоната вспомогательного металла [14]. [c.679]

Важнейшими особенностями этого процесса являются реакционная способность аквакомплекса иона металла, характеризуемая обычно его лабильностью, и сам механизм лигандного обмена. Лабильность или противоположное ей свойство кинетическая инертность комплекса — в общем случае згиик ят от природы центрального атома металла, лиганда и условий проведения реакции. Условно принято комплекс ,1, способные к быстрому (при нормальных условиях обычно менее I мин) обмену лигандов, называть лабильными, а характеризующиеся малой скоростью этого процесса — инертными. Например, аквакомплексы Сг(НгО)б и А1(Н20)б инертны, в т.о время как №(Н20)б +, Са(Н20)б" и многие другие лабильны. [c.330]

НЫМ обменом на NH4+ (с последующим превращением NH4Na-ЦВМ в HNa-ЦВМ) или на М + (М — ион металла) приводит к формированию контактов, активность которых зависит от природы М + (табл. 2.13), а соотношение образующихся продуктов, в том числе изомеров этилтолуола, определяется составом цеолита. Так, было установлено, что модифицирование деалюминированного цеолита Н-ЦВМ барием, введенным в форме Ва(СНзСОО)2 в условиях ионного обмена, приводит к уменьшению его каталитической активности и существенному возрастанию доли л-изомера в целевом продукте — этилтолуоле (табл. 2.14) [ИЗ]. По-видимому, этот эффект обусловлен понижением кислотности катализатора в результате замещения Н+ на Ba +, вследствие чего в меньшей степени протекает реакция изомеризации этилтолуолов, а также подавляется реакция диспропорционирования толуола, которая идет на сильных протонных кислотных центрах, и сужаются окна и каналы в кристаллической решетке алюмосиликата (радиус ионов Ва + равен 0,143 нм), что затрудняет диффузию молекул о- и л-этил-толуолов из каналов кристаллов в газовую фазу. [c.132]

Ранее было показано [П, что при обмене ионов щелочных металлов на ионы водорода на сульфокатионите КУ-2 (4, 8 и 16%) скорости прямой (RH + Me+) и обратной (RMe + H + ) реакций различны и характеризуются различными значениями коэффициентов диффузии в ходе реакции ионного обмена наблюдается изменение коэффициента взаимодиффузии константа скорости процесса не является постоянной величиной, и коэффициент взаимодиффузии сильно зависит от степени поперечной сшивки сорбента, а также вида сорбируемого иона. Из трех изученных ионов — К+, Na+ и NH4+ — самым подвижным оказался ион аммония, наименее быстрым — ион натрия. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология