Определение скорости ионообмена

Из приведенных формул следует, что для определения скорости ионообменного процесса весьма существенным является знание величин коэффициентов диффузии, которые характеризуют ионообменную систему. Для технологии важно установить, какой из процессов ответственен за скорость суммарного процесса, так как возможности ускорения поглощения при определяющей роли внешней или внутренней диффузии различны. [c.197]

Ферменты представляется возможным прикрепить к поверхности носителя путем сорбции к ионитам — катионитам (содержащие активные кислотные группы) или к анионитам (содержащим преимущественно основные группы). В качестве сорбентов — носителей ферментов часто используют гель гидроокиси алюминия или фосфата кальция, диатомит, модифицированный крахмал, бентониты, кизельгуры и др. Сорбцию ферментов осуществляют либо в колонках путем пропускания раствора фермента с определенной скоростью через слой ионитов, либо в реакторах, в которых сорбент определенное время перемешивают с раствором фермента. Полученный продукт затем используют как иммобилизованный ферментный препарат. Адсорбция фермента к носителю не обеспечивает их длительную стабилизацию. Более длительную стабилизацию обеспечивает ионообменное связывание фермента, например на модифицированных ионообменных целлюлозах. [c.205]

Определение скорости движения ионообменной смолы на ленте. Имеем [c.457]

Смола. Были использованы ионообменные смолы дауэкс-1 в хлоридной форме с содержанием дивинил-бензола (ДВБ) 2—10%. Для получения фракции с определенной скоростью осаждения частиц в воде (обычно 8—15 мм/мин) применяли метод гидравлической сортировки. Более грубые частицы имели скорость осаждения 30—70 мм/мин. Смолы, не соответствующие по чистоте сорту ч.д.а., промывали соляной кислотой и водой. [c.38]

Необходимы многочисленные исследования для количественного определения скорости ионного обмена нри различных температурах, при различных размерах частиц и различных концентрациях раствора. По этому вопросу опубликовано лишь несколько работ [11]. Много дополнительных данных потребуется для проверки существующих теорий и возможности приложения этих теорий к практическим задачам проектирования эффективного оборудования с целью реализации того или иного ионообменного про-Ц("Сса. [c.65]

Вторым важным условием нри анализе ионообменного процесса является состояние равновесия. Необходимо отметить, что определенная скорость обмена может препятствовать приближению процесса к условиям равновесия, поэтому важно знать верхний предел, при котором устанавливается равновесие. [c.59]

Не владея еще методом непосредственного определения размеров макромолекулярной пористости ионообменных смол, для оценки степени проницаемости смолы мы вынуждены пользоваться косвенными характеристиками. Последние сводятся к определению скорости установления сорбционного равновесия для ионов различной величины или к определению степени набухаемости смолы. [c.102]

Изучение кинетики ионного обмена на природных цеолитах имеет важное значение как для оценки возможности использования этих минералов в качестве ионообменников, так и для понимания роли ионообменных реакций в природных процессах. Однако число работ, посвященных этому вопросу, незначительно, а результаты трудно сопоставимы, что связано, в первую очередь, со сложностью изучаемого процесса, а также с трудностью определения поверхности частиц цеолитов, особенно природных [3]. Кроме того, применяемые в настоящее время методы расчета кинетических параметров [11] лишь приближенно описывают процесс ионного обмена на цеолитах. Поэтому при изучении скорости ионообменных процессов на цеолитах основное внимание следует уделять выявлению общих закономерностей, а не числовым значениям полученных величин. При этом для анализа экспериментальных кинетических кривых, вероятно, следует использовать простые методы, которые, однако, позволяли бы получить как можно больше информации об изучаемом процессе. Авторами предложен достаточно простой и информативный метод анализа кинетических кривых и расчета кинетических параметров ионного обмена на цеолитах [35]. [c.73]

Для количественной оценки скорости обмена и определения лимитирующей стадии рассчитаны кинетические параметры обмена (табл. 34). Сравнением констант скорости внешнедиффузионного процесса с константами скорости внутридиффузионного процесса найдено, что в изученном интервале изменения концентрации раствора и при постоянстве других параметров скорость обмена Ма Сз контролируется различными механизмами внутридиффузионным, смешанным и внешнедиффузионным, тогда как скорость обмена Ма К и Ма Li контролируется только внутридиффузионным механизмом, хотя при более низких концентрациях внешнего раствора также может лимитироваться смешанным или внешнедиффузионным механизмами. С увеличением размера противоиона граница перехода между механизмами, контролирующими скорость ионообменного процесса, смещается в сторону более концентрированных растворов. Это объясняется тем, что имеющее место увеличение константы скорости внешнедиффузионного процесса с повышением концентрации раствора происходит тем значительнее, чем больше размер противоиона, тогда как константа скорости внутридиффузионного процесса не зависит от концентрации раствора. [c.77]

Авторы, предложившие данный препарат, показали возможность использования биосорбента М для очистки сточных вод от радиоактивных элементов в полупромышленной установке. Установка представляла со й две последовательно соединенные колонны, заполненные биосорбентом М. Сточные рудничные воды с радиоактивными элементами пропускали через установку с определенной скоростью. В этих условиях коммерческие препараты ионообменных смол не позволяли достигнуть нужной степени очистки, чтобы концентрация U не превышала 0,05 мг/л, а концентрация Ra- 3-30 пикокюри/л. Тогда как биосорбент М обеспечивает нужную степень очистки. В течение одного цикла 1 объем биосорбента М очищает 800—1200 объемов раствора. Емкость биосорбента М в данных испытаниях составила 5 г и/кг сухого препарата. Максимальная емкость колеблется в пределах 80-120 г и/кг сухого препарата при содержании в исходном растворе 1 г/л U. [c.371]

Регенерация ионитов. Регенерацию катионитов производят промыванием ионообменной колонки 2 н. раствором хлористоводородной кислоты. Для этого колонку присоединяют к нижнему тубусу склянки, расположенной выше колонки и наполненной 2 н. раствором H I. Скорость протекания кислоты 1 мл мин. Регенерацию колонки заканчивают, когда концентрация кислоты, вытекающей из колонки, будет равна концентрации исходной кислоты. После этого катионит промывают дистиллированной водой. Полноту отмывания катионита от кислоты проверяют по индикатору. Катионит, переведенный в Н-форму, готов для проведения определений. [c.200]

Определение химических свойств ионитов. К химическим свойствам ионообменных сорбентов, имеющим наиболее важное значение для их использования в анализе, относятся обменная емкость, относительная скорость обмена и стойкость против действия химических реагентов. [c.167]

В связи с тем, что определение равновесных параметров (констант обмена) сопряжено с большими трудностями, динамика ионного обмена достаточно хорошо разработана лишь для наиболее простого обмена однозарядных ионов. Ряд теорий разработан для случая, когда скорость потока раствора через колонку настолько мала, что в элементарном слое сорбента успевает установиться ионообменное равновесие и тогда отпадает необходимость учета коэффициентов взаимодиффузии ионов в фазе сорбента. Более сложные теории разрабатывались для неравновесных процессов при допущении, что зерна ионита имеют шарообразную форму и одинаковую постоянную величину, т. е. не разбухают и не сжимаются в процессе ионного обмена. [c.180]

Для определения обменной емкости ионитов существует два основных метода статический и динамический. Емкость, определенная в статических условиях, может, в зависимости от типа ионита, в известной степени отличаться от величины, полученной в динамических условиях сорбции. Определение обменной емкости в статических условиях дает возможность характеризовать ионообменные группы, их число и скорость установления сорбционного равновесия. [c.155]

Требуется построить модель для определения выходной концентрации растворенного вещества, если задана толщина слоя ионообменной смолы в аппарате L, диаметр аппарата Z), содержание растворенного вещества в поступающем растворе Со и скорость подачи раствора v. [c.246]

В заключение следует отметить, что в зависимости от характера и концентрации загрязнений в сточной воде, а также требований к качеству очищенной воды описанная технологическая схема адсорбционно-ионообменной доочистки сточных, вод может претерпевать определенные дополнения и изменения на отдельных этапах обработки стоков. Это касается аппаратурного оформления отдельных этапов схемы, выбора адсорбентов и ионообменных смол, методов их регенерации, рационального сочетания, а также реагентов, используемых для регенерации ионитов. Так, использование в качестве адсорбента гранулированных активных углей с гранулами размером 1,5—4 мм вместо активного микропористого антрацита, частицы которого имеют размеры 0,2—1,0 мм, делает нерациональным проведение процесса адсорбции в псевдоожиженном слое, поскольку большие скорости псевдоожижающего потока сточных вод требуют и соответствующего увеличения высоты слоя для сохранения необходимого времени контакта адсорбента с жидкостью. В этом случае наиболее целесообразно использование аппаратуры с плотным слоем активного угля, неподвижным или движущимся в колонне противотоком к направлению движения очищаемой воды. В такой схеме осветление и фильтрование воды производится до стадии адсорбции. На особенно крупнотоннажных установках, предназначенных для очистки более 1000 сточных [c.252]

Ионообменные сефадексы производятся в виде гранул диаметром 40—120 мкм, шарообразная форма которых обеспечивает высокую скорость протекания жидкости через колонку. Однако не следует забывать, что набухшие гранулы сефадекса легко подвергаются деформации. Поэтому попытка увеличить скорость протекания повышением давления подаваемого на колонку раствора выше определенного предела может, наоборот, привести к ее уменьшению. [c.218]

Установление равновесия фиксировали с обеих сторон. Контроль за ходом реакции в фазе раствора осуществляли кондуктометрически [1, 2]. Установка для определения скорости ионообменных реакций приведена на рис. 1. Опыт проводили в статических условиях. В работе были использованы 0,05 N растворы соответствующих хлоридов и соляной кислоты. [c.5]

В тесной связи со структурой и химическими свойствами ионитов стоят кинетические свойства их, и поэтому оценка ионообменной способности по величинам полной и равновесной обменной емкости должна дополняться определениями скорости ионообмена. [c.85]

Рассмотрим резу 1>таты исследования скорости ионообменной сорбции меди и цинка из разбавленных (концентрации 0,05 н) сернокислых растворов на бентоните, каолините и гумбрине. Через тонкий слой глины с определенной скоростью пропускается реакционный раствор, который анализируется на выходе слоя на содержание ионов Си + и На основе экспериментальных данных строится зависимость —1п 1--от t, которая имеет линейный характер при степенях обмена д/дао.<С0,7. Из графиков находится тангенс угла наклона прямых к оси времени. Так как величина д относилась к 1 г глины, то легко видеть, что <7ootga = [c.39]

Скорость ионообменной реакции определяли следующим образом. Б сосуд а наливали определенное количество раствора НС1 или МеС1, эквивалентное по емкости 1 г навески исследуемой смолы. После установления теплового равновесия (через 20—30 мин.) включали электромешалку (выбранная скорость вращения 500 об/мин была такова, что дальнейшее увеличение ее не приводило больше к возрастанию скорости обмена) и измеряли начальное значение сопротивления раствора. Затем на- [c.5]

Большой интерес представляет колонка для непрерывного хроматографического разделения металлов (рис. 4) [3111. Исходный раствор, содержащий оба элемента, подается в середину колонки и проходит вверх по ней. Через него сверху вниз проходит адсорбент. Разделение циркония и гафния рекомендуется проводить на смоле КУ-2 крупностью 20—50 меш в колонках с внутренним диаметром до 400 мм и высотой ионообменного слоя в пределах 50—200 см. Исходный фторсульфатный раствор с общей кислотностью 150 г/л содержал 65 г/л При работе раствор, содержащий цирконий, поднимается вверх, гафний адсорбируется смолой и передвигается вниз колонки. При определенных скоростях течения растворов в вытекающем растворе циркония содержалось менее [c.66]

Подробно кинетика ионообменных процессов и экспериментальные методы определения скорости обмена изложены в книге Гель-фериха [4]. Ниже указаны только некоторые общие кинетические факторы, которые следует учитывать при применении ионитов в смешанном слое. [c.26]

Емкость ионита определяют следующим образом. Определенное количество воздушносухого ионита набухает в воде. Набухший ионит загружают в лабораторную ионообменную колонку так, чтобы высота столба его равнялась 4—5 диаметрам колонки. Через столб ионита пропускают раствор сорбируемого вещества известной концентрации с определенной скоростью, так чтобы процесс сорбции шел с минимальным проскоком (проскоком называют содержание сорбируемого вещества в выходящем растворе). Сорбцию ведут до полного насыщения смолы-ионита. Полнота насыщения достигается тогда, когда концентрация сорбируемого вещества в выходящем растворе составляет не менее 90% от концентрации его в поступающем растворе. [c.94]

Зауер и Рупперт, изучая влияние гидрофильных коллоидов на скорость основного обмена, применили другой метод. Они использовали маленький фильтр при очень больших нагрузках (удельная нагрузка 500—600). Время контакта сокращалось до того момента, пока концентрация фильтрата не становилась равной концентрации наполовину обессоленного исходного раствора. Изменением нагрузки фактически удается получить величину, большую или меньшую этой средней величины (50%), т. е. величину, соответствующую наполовину обессоленному раствору. Величину нагрузки, соответствующую точно 50%-ному обессоливанию, определяли интерполяцией и использовали как сравнительную. Результаты, полученные по методам, служащим для измерения скоростей ионообменных процессов, а также по последнему названному методу зависят и, возможно, даже в значительной мере от размера и однородности зерен фильтрующего материала и его упаковки в колонке. Возможно, что поэтому метод не нашел широкого применения. Определение скорости обмена при нейтральном обмене затрудняется (поскольку нужно проводить очень много определений величины жесткости объемным методом в области средних концентраций жесткости) из-за отсутствия надежных и быстрых методик определения концентрации равновесного раствора. Одни применяют [c.477]

Экспериментально определенные значения максимальной обменной емкости морденита, клиноптилолита, эрионита и филлипсита при взаимодействии их с водно-солевыми растворами соответственно составили 1,75 1,95 1,79 и 2,37 мг-моль /г цеолита. При этом найдено что в мордените, клиноптилолите и филлипсите все катионы, расположенные во внутрикристаллических полостях, могут участвовать в обменных реакциях, тогда как в эрионите 0,51 мг моль /г ионов К, содержащихся в исходных образцах, в обмене не участвуют независимо от концентрации и температуры раствора. Это связано с нахождением катионов К в мелких "канкринитовых" полостях, тогда как остальные катионы расположены в больших полостях алюмокремнекислородного каркаса эрионита [3]. Полученные значения максимальной обменной емкости для этих цеолитов находятся в хорошем соответствии с результатами других авторов, что и следовало ожидать, исходя из незначительного колебания отношения Si/Al в их составе. Однако экспериментально полученные значения максимальной обменной емкости высококремнистых природных цеолитов ниже теоретических значений, рассчитанных по содержанию тетраэдрического алюминия в их структуре. Это может быть обусловлено различными причинами завышенными величинами содержания цеолитов в породах, присутствием нераскристаллизованного вулканического стекла, а также возможным резким замедлением скорости ионообменных реакций при приближении к равновесию. [c.67]

Пробу исследуемой воды (100 мл) насыщают хлористым натрием (35— Ю г) и добавляют 15 мл реагента. Взбалтывают и оставляют на 15 мин. Затем взбалтывают 1 мин с 25 мл бензола и ждут расслоения. Бензольный слой центрифугируют 10 мин со скоростью 2500 об мин и измеряют поглощение в бензольном слое на ФЭК при 340—315 ммк. Предварительно строят калибровочные кривые. Этот метод позволяет обнаружить 0,1—20 ч. ПАВ на 1 млн. ч. воды. Метод непригоден для определения полигликолей и этоксилатов, содержащих менее 3 моль окиси этилена. Анпоноактивные и катионоактивные ПАВ мешают определению и их следует удалять при помощи ионообменных смол. [c.190]

Для обеспеченпя заданного расхода раствора определенной концентрацпп и удаления почти всех понов выбирают высоту слоя не менее 50—60 см (обычно от 0,5 до 2 диаметров). Далее определяют линейную скорость раствора в слое. Если известны константа равновесия ионообмена и коэффициенты переноса массы (kQ и В ), то прп решении уравнений проскока получают количество жидкости, которая может быть обработана до насыщения ионообменной смолы. [c.341]

Разработан также метод определения инертных форм металлов в воде (711. Их разделяют на три фракции, каждая из которых характеризуется скоростью диссоциации ионов металла, удерживаемых ионообменной колонкой умеренно лабильные, с низкой скоростью диссоциации и инертные Заметим, что анодную ИВА непосредственно можно использовать только для определения очень лабильных форм металлов. К ним, в частности, относится кадмий Свинец попадает в фуппу металлов, характеризующихся низкой скоростью диссотщации ионных образований, или инертных. На рис. 7.5 приведена схема для определения форм сущесгво-вания ионов металлов в природных водах с использованием нонообмен-ников [c.283]

Ионообменные реакции, используемые для определения обменной емкости, приведены в табл. 21. Обменную емкость биполярных (амфотерных) ионитов характеризуют по катионам и анионам. Следует иметь в виду, что величины СОЕ и ДОЕ, определяемые по реакциям 2, 3, 4, 6, относятся к строго фиксированным условиям эксперимента, так как состояние соответствующих равновесий, т. е. полнота протекания обменных реакций,зависит от концентрации реагента и количества ионита, а также скорости пропускания раствора реагента через ионообменную колонку (при определении ДОЕ). На величину ПОЕ эти факторы не влияют, поскольку используемые для определения реакции нейтрализации 1 и 5 протекают в любых условиях практически до конца. В динамических условиях работы колонки указанные факторы мало влияют на определение ПДОЕ. Это обусловлено тем, что равновесия реакций 2, 3, 4, 6 практически полностью сдвигаются вправо вследствие увлечения [c.167]

Метод насыщения ионита из буферных растворов. Применим тогда, когда необходимо знать обменную способность ионита при определенном значении pH. Навеску катионита или анионита (1—5 г) помещают в колонку и приводят в равновесие с буферным раствором определенной ионной концентрации и заданным значением pH. Затем через колонку пропускают небольшое количество воды, достаточное для вымывания буферного раствора, задержанного на поверхности зерен ионита. После этого поглощенный ион вытесняют 0,5 н. раствором НС1 (катионит) или NaOH (анионит) и определяют в фильтрате количество вытесненных ионов. Метод можно применять к любым ионитам, но следует учитывать скорость установления ионообменного равновесия. [c.698]

Эритроциты в крови можно по ряду свойств рассматривать так же, как частички гидрофобной эмульсии. На их поверхности адсорбированы молекулы белков, аминокислот и ионы электролитов. Все они сообщают эритроцитам определенный отрицательный заряд, а противоионы создают некоторый диффузный слой. При различных патологических процессах в организме, когда в кровн увеличивается содержание некоторых видов белков (либо особого глюкопротеида, относящегося к а-глобулинам, либо при инфекционных заболеваниях Y-глoбyлинoв), происходит процесс, очень напоминающий ионообменную адсорбцию место ионов электролитов на поверхности эритроцитов занимают белки, заряд которых ниже, чем у суммы замещенных ими ионов. В результате заряд эритроцитов понижается, они быстрее объединяются и оседают (ускоряется реакция оседания эритроцитов — РОЭ). Этот процесс зависит еще от ряда факторов содержания других белковых фракций и мукополисахаридов, концентрации эритроцитов в крови, наличия в крови микробов, наконец, расположения сосуда, в котором наблюдается РОЭ (в частности, скорость ее выше в наклонно расположенном капилляре). Оседание эритроцитов протекает сходно с процессом седиментации гидрофобного коллоида. Как показали исследования при помощи микрокинематографии (Кигезен), к имеющимся в крови агрегатам и монетным столбикам присоединяются отдельные эритроциты укрупнившиеся агрегаты оседают вначале быстро, а потом медленнее, так как в нижних частях капилляров их расположение становится настолько плотным, что частично сохранившиеся у них заряды начинают в большей мере противодействовать сближению частиц. Структура этого осадка напоминает губку чтобы его уплотнить, необходимо выжать оттуда воду, причем чем плотнее осадок, тем труднее это достигается. Поэтому в клинических исследованиях обычно не ожидают завершения оседания эритроцитов, а регистрируют результаты спустя 1—2 ч после начала реакции. Учитывая, что скорость процесса меняется на разных этапах, было предложено изучение его динамики измерением величины оседания эритроцитов каждые 15—30 мин (так называемая фракционная РОЭ). Этот метод представляет значительный интерес и находит широкое применение. [c.167]

Как метод анализа хроматография была предложена русским ботаником М. С. Цветом для решения частной задачи — определения компонентов хлорофилла. Метод оказался универсальным. Годом возрождения его является 1931 год, когда Кун, Виптерштейн и Леде-рер стали проводить широкие исследования различных растительных и животных пигментов, используя про-явительный вариант хроматографии, при котором анализируемые веш,ества разделяются, перемещаясь по слою сорбента в потоке растворителя. В 1940 г. шведский ученый А, Тизелиус разработал фронтальный и вытеснительный методы хроматографического анализа. Фронтальный метод заключается в том, что исследуемая смесь непрерывно подается под некоторым давлением на колонку с сорбентом. Компоненты смеси по-разному сорбируются и потому передвигаются по колонке с различными скоростями. Вытеснительный метод основан на том, что более сильно адсорбирующееся вещество вытесняет с поверхности адсорбента слабо адсорбирующееся и занимает его место. Поэтому после введения в колонку определенного количества исследуемой смеси начинают подавать вытеснитель — жидкость, адсорбирующуюся сильнее, чем все компоненты смеси. Тогда зоны веществ распределяются на слое по степени адсорбируемости и каждое последующее вещество, вытесняя предыдущее, подтолкнет его вперед. Этот метод позволяет сконцентрировать компоненты на слое адсорбента и удобен, в частности, для определения примесей. Дальнейшее развитие метода привело к появлению бумажной, тонкослойной и ионообменной хроматографии. Наиболее крупным скачком в развитии метода является создание английскимп химиками А. Мартином и Р. Сингом распределительной хроматографии, за что они были удостоены в 1952 г. Нобелевской премии. [c.326]

Более простым и значительно менее трудоемким является метод количественного определения с помощ,ью ионообменных смол (катионитов и анионитов) 0,3—0,5 г натрия сульфата растворяют в 50 мл воды (в мерной колбе) и 5 ил полученного раствора фильтруют через колонку с 5—10 г катнонита, предварительно набухшего в воде и промытого 3% ным раствором соляной кислоты и затем водой до нейтральной реакции на лакмус. Исследуемый раствор пропускают со скоростью 0,1 мл в секунду и выделившуюся серную кислоту, в результате катноно-обменнои адсорбции, титруют 0,1 н. раствором щелочи. [c.44]

Для определения основных параметров установки подсчитывают суммарную площадь сечения ионообменных колонн Зобт, по расходу сточных вод Q, м /ч, и оптимальной скорости фильтрования через псевдоожиженный слой ионита Уопт, мЗ/(м2-ч) [c.153]

В работе [1671 измерены характеристики встречной диффузии нескольких жидких углеводородов в Na-, a-, NH - и Се-формах цеолита типа Y. До сих пор получено очень мало подобных результатов, хотя они могут оказаться важными для понимания катализа. Диффузионные измерения проводили в жидкой фазе с цеолитом, предварительно насыщенным изучаемым углеводородом. Цеолит, насыщенный углеводородом, загружали в колбу, в которую предварительно помещали известное количество другого жидкого углеводорода, смесь перемешивали и через определенные промежутки времени отбирали пробы. Коэффициенты диффузии 1-ме-тилнафталина прн его десорбции в кумо.л с разных ионообменных форм цеолпта различались на два порядка, что объясняется различием в зарядах, размерах и расселении катионов. Например, редкоземельные катионы занимают преимущественно недоступные для адсорбированных молекул места в -полостях и не мешают диффузии больших молекул углеводородов. Напротив, ионы натрия занимают места 8ц на стенках больших полостей и поэтому, очевидно, взаимодействуют с диффундирующими молекулами углеводорода. Из коэффициентов диффузии, полученных из начальных скоростей, вычислены начальные энергии активации. Эти величи- [c.694]

Ионообменннки этого типа прн определенных условиях проявляют повышенную селективность к одному виду нлн небольшой группе ионов. Ионогенные группы смол образуют с ионами, находящимися в растворе, хе-латные комплексы, а также продукты взаимодействия свободных ионных пар и т. п. Типичный представитель селективных смол — коммерческий продукт Dowex А-1. Недостатком селективных ионообменников гелевой структуры является малая скорость обмена ионов иа макропористых матрицах скорость обмена выше. [c.37]