Коэффициент эффективности ионообменных смол

КОЭФФИЦИЕНТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИОНООБМЕННЫХ СМОЛ [c.146]

Обычно скорость внутреннего массопереноса оценивают суммарно эффективным коэффициентом диффузии в порах либо эффективным коэффициентом диффузии в твердой фазе сорбента 0 на основе опытов с единичным зерном сорбента (для некоторых видов ионообменных смол опубликованы данные по 1251). [c.66]

Изложенные соображения применимы к тем случаям, когда в порах и ядре потока присутствуют одни и те же фазы. Однако они могут быть неодинаковы или коэффициент распределения между катализатором и потоком может быть высоким. Такой случай встречается при проведении некоторых реакций на ионообменных смолах. При этом внутренний коэффициент эффективности может быть близок к единице и при наличии существенных ограничений со стороны внешнего переноса. [c.159]

Разработка большого числа разнообразных ионообменных смол дала химику-аналитику эффективный инструмент д.1я разделения ионов как органических, так и неорганических. Используя ионообменные колонки, можно разделять ионы с очень близкими химическими свойствами. Это было продемонстрировано в уже ставших классическими ис.-следованиях по разделению аминокислот [1, 2], сахаров [3], лантаноидов и актиноидов [4]. В случае разбавленных растворов, исходя из физико-химических принципов ионного обмена и известных экспериментальных значений коэффициентов распределения, можно рассчитать оптимальные рабочие параметры ионообменной системы и найти коэффициенты разделения. Кроме того, разработан целый ряд простых и быстрых методов разделения, основанных на различиях в зарядах, размерах и комплексующей способности различных ионов металлов с использованием колонок или систем периодического действия. [c.285]

Из оценки кривых осмотических коэффициентов, упомянутых выше (рис. 35), для различных смол Глюкауф делает заключение о тесной связи между подвижностью катионов и эффективной молярностью. Различная набухаемость ионообменной смолы является, по Глюкауфу, результатом изменения концентраций свободных ионов в смоле. Чем сильнее связь обмениваемых ионов с активными группами смолы, тем меньше ее набухаемость — этот эффект наиболее сильно проявляется у [c.152]

Согласно Бьерруму, классическое рассмотрение взаимодействия ионов в ионных парах базируется на основных законах электростатики и энергия взаимодействия вычисляется на основании значений диэлектрической проницаемости и обратных величин радиусов ионов. Так как энергия образования ионных пар в воде представляет собой небольшую разность больших чисел, неудивительно, что возникают большие трудности при таком рассмотрении ионных взаимодействий в воде. Действительно, тенденция к образованию ионных пар в водном растворе у больших ионов часто бывает эквивалентна или даже больше, чем у ионов меньших размеров [35], и соотношения Бьеррума чаще бы нарушались, чем выполнялись, если бы не использование переменных параметров, таких, как эффективные ионные радиусы или области диэлектрического насыщения, которые вводят для улучшения получаемых результатов. Так, измерения электропроводности и коэффициентов активности указывают на довольно интенсивное образование ионных пар в водном растворе иодида тетрабутиламмония, но образование ионных пар в растворах иодида тетраметиламмония и хлорида тетрабутиламмония происходит лишь в незначительной степени [36]. Энергия взаимодействия двух ионов обратно пропорциональна сумме эффективных радиусов и Г2, так что, как и в случае энергии кристаллической решетки, изменение Га в ряду анионов с постоянным катионом в зависимости от радиуса катиона может более сильно или более слабо влиять на энергию образования ионных пар, чем на энергию гидратации. Для больших катионов, таких, как алкиламмониевые группы ионообменных смол, возрастание энергии взаимодействия катиона с анионом при уменьшении размеров анионов в ряду 1 , Вг , С1 , Р происходит медленнее, чем возрастание энергии взаимодействия этих анионов с водой. Следовательно, более сильное связывание анионов больших размеров с ионообменными смолами может быть отнесено главным образом за счет того, что большие ионы, такие, как иодид, слабо взаимодействуют с водой и могут легко терять часть сольватной обо- [c.286]

V При производстве этил-, пропил- или додецилбензолов редакционную массу алкилирования бензола олефинами в присутствии хлорида алюминия очищают от катализатора водно-щелочной обработкой при температуре 10—20°С. Многократная промывка дает значительный объем сточных вод. Так, при производстве 1 т алкилбензола получается 10—12 сточных вод.- Чтобы уменьшить количество последних и полностью извлечь катализатор из реакционной массы процесса, предложено использовать ионообменные смолы/ КУ-2 в Н+ и натриевой формах, анионит АВ-Г6-ТС в ОН- форме [248], анионообменные смолы АВ-17, катионообменные ткани в Н+форме, анионо-обменные ткани в ОН-, РО= б-формах [249]. [ Эти материалы являются эффективными ионообменными сорбентами при очистке алкилатов от хлоридов алюминия. При времени контакта 10—12 мин, температуре 60—70°С коэффициент. извлечения хлорида алюминия практически составляет 100% (в статичес ких условиях). Экспериментальные данные, полученные в динамических условиях, показали, что максимальная объемная скорость подачи алкилата не должна превышать, 9—10 м /м ионита, так как возможен механический унос последнего. Применение ионообменных тканей и нетканых материалов позволяют в 2—3 раза повысить объемные скорости потока при 100%-ном извлечении. [c.261]

Эффективный метод очистки воды I контура от тонких взвесей — фильтрация на фильтрах с намывным слоем. Обессоливание продувочной воды I контура можно производить на ионообменных фильтрах со смешанным слоем ионитов. В данном случае смесь катионитов и айионитов можно не регенерировать, потому что эти воды содержат очень малые количества растворенных солей. После того как ионообменные емкости смол будут исчерпаны, отработавшие смолы можно сбросить путем гидровыгрузки в хранилища или демонтировать и убрать фильтр вместе со смолой и заменить его новым. Так, например, за четыре года эксплуатации на станции Янки (США) накопилось лишь около 200 кг отработанных ионообменных смол [260]. По данным Белтера [34], на фильтрах со смешанным слоем получались коэффициенты очистки порядка 101 [c.190]

Разделение альдитолов хроматографией в системе жидкая фаза—жидкая фаза с использованием ионообменных смол подробно изучено в работе [70]. Удовлетворительное разделение альдитолов на ионообменной смоле техникон Т5В (502--форма) показано на рис. 22.17. Эффективность разделения зависит от температуры и обменной емкости смолы. Большое влияние формы катионообменной смолы на коэффициент распределения установили позднее Самуэльсон и Стромберг [27]. Как видно [c.103]

При обсуждении диффузии в ионитах прежде всего возникает вопрос, можно ли при количественных расчетах использовать квазигомогенную модель. Различные тормозяш,ие явления в такой модели могут быть учтены с помош ью эффективного коэффициента диффузии в ионите, который значительно меньше коэффициента диффузии в растворе. Такой простой подход, однако, не пригоден для среды, в которой имеются поры в виде тупиков и ловушек , так как такие поры способствуют нестационарной диффузии [36—38] (рис. 5.3). Экспериментальные результаты показывают, что квазигомогепная модель полностью соответствует обычным ионообменным смолам. Точные измерения скорости диффузии с радиоактивными индикаторами хорошо согласуются с теоретически рассчитанными величинами [15, 23—25, 39]. Коэффициенты диффузии следовых количеств противоионов приведены в табл. 5.1. [c.287]

Обычно валентность всех этих элементов в растворе равна трем (церий может быть также четырехвалентмым, самарий и европий — двухвалентными). Их тенденция к гидролизу не велика, хлориды и нитраты трехвалентных лантаноидов и иттрия растворимы, сульфаты плохо растворимы и имеют отрицательный те.мпературный коэффициент растворимости (см. раздел 11.4). При добавлении в раствор фторидов или растворимых оснований осаждаются нерастворимые трифториды или гидроокиси. Сульфиды в растворе не образуются. При дробном осаждении гидроокисей этих элементов происходит их частичное разделение, так как основные свойства элементов уменьшаются с увеличением атомного веса (иттрий является исключением). Редкоземельные элементы образуют в растворе большое число комплексных ионов и соединений, из них особенно прочны комплексы с клешневидными агентами. Это свойство позволило разработать эффективный метод разделения с помощью ионообменных смол, который в значительной степени вытеснил старые методы, основанные на дробном осаждении или дробной кристаллизации двойных солей. Ионы редкоземельных элементов сорбируются катионообменной смолой и элюируются раствора- [c.94]

Всаливание, наблюдаемое для модельных амидов, оснований нуклеиновых кислот и полимеров проще всего объясняется прямым взаимодействием между диполями этих соединений и ионами, находящимися в растворителе, однако природа этих взаимодействий не вполне определенна и такое объяснение не строго обоснованно. Для слабых ион-динольных взаимодействий этого типа трудно провести четкую границу между образованием стехиометрических ион-динольных комплексов и иеспецифическим взаимодействием ионов с диполем, которое следует из данных по влиянию на коэффициенты активности и соотношения (8). Подтверждением существования прямых иои-ди-польных взаимодействий может служить хорошая корреляция, наблюдающаяся между влиянием анионов на ЭЭАТГ и их сродством к ионообменным смолам и связыванием с заря/кенными группами в разбавленном растворе (табл. 1). Во всех этих случаях, по-видимому, большие и слабо сольватирован-ные ионы способны легко терять достаточное количество сольватной воды, чтобы эффективно взаимодействовать с зарядами или диполями с относительно слабым полем. Можно предположить, что молекула растворенного вещества находится в некоторой полости, образованной в растворителе. Тогда ионы, [c.295]

Скорость массопередачи определяется скоростью массопереноса к внешней поверхности частиц, характеризуемой внешним коэффициентом массоотдачи (Зу и скоростью массопереноса к внутренней поверхности сорбента при адсорбции или в обратном направлении — при десорбции. Скорость внутреннего массопереноса зависит от скоростей диффузии в порах сорбента, на его внутренней поверхности, в самой твердой фазе (для ионообменных смол), а иногда и от скорости химического взаимодействия с сорбентом. Количественно скорость внутреннего массопереноса оценивают либо коэффициентом диффузии в порах Оп, либо эффективным коэффициентом диффузии в твердой фазе Оу, когда сорбент рассматривают как квазитвердое вещество. Для упрощения расчетов скорость внутреннего массопереноса часто приближенно характеризуют коэффициентами массоотдачи в порах Рп или в твердом материале рт- Коэффициенты массоотдачи для массообменных процессов с пористой твердой фазой определяются следующи.ми уравнениями [8] [c.145]

Для разделения сахаров на анионообменных смолах был использован хорошо известный факт, что полиоксисоединения образуют комплексные ионы с боратами [47]. Этот метод использовали также и при разделении оксикислот. Механизм их сорбции в боратном буфере представляет собой сочетание анионного обмена карбоновых кислот с образованием комплекса между боратными ионами и гидроксильными группами кислот. Следовательно, в боратсодержащих средах можно достичь лучших значений коэффициентов разделения и более эффективного разделения, чем в средах, в которых действует только ионообменный механизм, как, например, при разделениях в среде ацетата натрия. Это особенно справедливо для анионов с несколькими гидроксильными группами, которые приобретают больший заряд благодаря образованию соединений с боратами. Следовательно, многие полиоксикислоты в боратной форме сильно удерживаются на анионообменных смолах. [c.174]

Ионообменные методы являются наиболее эффективными для выделения индикаторных (и весовых) количеств не только америция и кюрия, но также и транс-кюриевых элементов. В виде простых, гидратированных ионов америций и кюрий в трехвалентном состоянии довольно хорощо сорбируются из разбавленных минеральных кислот на таких катионообменных смолах, как дауэкс-50. Коэффициент распределения америция в 0,1 H IO4 (смола/водная фаза) составляет 3,86 Ю [67]. [c.27]

Изменить состояние ионообменного равновесия можно путем введения в раствор комплексообразователей. При этом часть ионов, изучаемого элемента или переходит в форму, не поглощаемую ионитом, или, наоборот, превращается в форму, сорбируемую смолой. Введение подходящих комплексообразователей особенно эффективно при ионообменном разделении смесей близких по свойствам ионов. Например, в случае разделения редкоземельных элементе В и С на катионите КА с помощью растворов лимонной кислоты коэффициент разделения /Сразд будет определяться соотношением [c.187]

Применение различных внутрикомплексообразователей для ионообменного разделения америция и кюрия описано Глассом [5К Классическим элюентом является цитрат. Гласс установил, что при комнатной температуре на смоле дауэкс-50 америций и кюрий очень хорошо разделяются 0,1 М тартратом аммония при pH, равном 4 (коэффициент разделения 1,3). Другим элюентом, способным быстро разделить америций и кюрий, является 0,4 М лактат при pH, равном 4,6. Этот реагент используется при температуре 87° С, что значительно ускоряет разделение (в 2—3 раза по сравнению с комнатной температурой). Альфа-оксиизобутират аммония, введенный в практику как элюент Чоппином, Харви и Томпсоном [6], обнаруживает определенные преимущества по сравнению с лактатом или с цитратом. Хотя применение изобутирата значительно облегчает разделение америция и кюрия, оно не годится для эффективного группового разделения актинидов и лантанидов и не заменяет вымывания соляной кислотой. Однако изобутират является эффективным средством для отделения америция от кюрия. В Беркли Томпсон, Харви, Чоппин и их сотрудники [71 отделили кюрий от облученного плутония методом анионного обмена Облученный плутоний при этом растворяли в соляной кислоте и осаждали актинидные и лантанидные элементы в виде нерастворимых фторидов. Затем осадок фторидов растворяли в смеси азотной и борной кислот. Далее аммиаком осаждали гидроокиси и растворяли осадок в смеси соляной кислоты и хлорида лития. Такая обработка приводила к удалению борной кислоты. Затем раствор соляной кислоты и хлорида лития заливали в колонку с анионитом дауэкс-1. Вымывание производили, пропуская через колонку 8,5 М раствор хлорида лития при температуре 87° С. В первую очередь вымывались редкоземельные элементы, за ними—фракция, содержащая кюрий, америций и калифорний плутоний же прочно удер- [c.421]

Ионообменные методы разделения и концентрирования получили значительное развитие после создания синтетических ионообменных материалов, в которых функциональные группы жестко связаны с полимерной матрицей. Наряду с экстракцией ионный обмен является одним из наиболее универсальных методов разделения и концентрирования микропримесей, однако до последнего времени он не получил широкого распространения, что связано главным образом с трудоемкостью процесса. Вместе с тем ио нный обмен имеет преимущества по сравнению с экстракцией. Так, если эффективность экстракций обусловлена высоким коэффициентом распределения, то ионообменная хроматография, являясь многоступенчатым процессом, позволяет достигать полноты выделения при весьма низких значениях коэффициентов распределения. Другим преимуществом ионообменных методов является возможность резкого снижения результата холостого опыта. Даже в технических ионитах, имеющих много загрязнений, путем несложной обработки можно снизить их содержание на 2—3 порядка [49]. В частности, при последовательной обработке катионитов горячей смесью хлороводородной и лимонной кислот в статических условиях с последующей промывкой той же смесью кислот в колонках содержание железа в смоле снижено до 5-10- %, а Со, Мп, Сг, N1, V и Си до (2—4)-10- %. Кроме того, ассортимент используемых особо чистых неорганических реагентов достаточно широк, а органические комплексообразователи вводят при необходимости в незначительных количествах. [c.53]

Статические методы, заключающиеся в перемешивании раствора с ионитом, предельно просты, не требуют практичеоки никакого оборудования, позволяют проводить концентрирование одновременно из большого числа образцов, однако эффективны при высоком коэффициенте распределения. Поскольку соотношение водной и органической фаз в этом методе обычно составляет 100—1000, достаточно высокая полнота выделения достигается при значениях >>1000, что наблюдается достаточно редко, главным образом для хелатных смол. Вместе с тем при соответствующем подборе ионообменной системы возможно решение самых разнообразных задач. В качестве примера можно привести концентрирование Со, Мп, Ре, Сг, N1, V и Си из таких различных по химической природе объектов, как соединения титана, циркония, алюминия, магния, РЗЭ в фенантролинатной системе [62]. о-Фенантролин, являясь нейтральным лигандом, образует с примесями очень прочные катионные комплексы [63]. При этом титан и цирконий находились в анионной форме (концентрирование проводили из фторидных растворов), и выделение приме- [c.56]