Определение механической прочности ионитов

Рассказ о современных материалах и о роли химии в их разработке и получении можно существенно расширить и дополнить, если рассматривать и классифицировать их по структурному признаку. В твердофазном материаловедении понятие структуры — собирательное название характеристик материалов. Оно может означать как пространственное взаимное расположение атомов или ионов относительно друг друга (кристаллическая или рентгенографическая структура), так и взаимное расположение структурных элементов и фаз в поликристаллическом материале (микроструктура или керамическая структура). Иногда еще говорят о тонкой (реальной) кристаллической структуре, или субструктуре, имея в виду поверхностные и объемные несовершенства типа областей когерентного рассеяния, остаточных микроискажений и дефектов упаковки. Обычно твердые тела делят на две большие группы — кристаллические и некристаллические (аморфные или стеклообразные). Первые характеризуются наличием дальнего порядка в расположении атомов, ионов или молекул, а вторые — отсутствием такового. Согласно современной терминологии стеклом называют все аморфные тела, полученные путем переохлаждения расплава независимо от их химического состава и температурной области затвердевания, обладающие в результате постоянного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел. При этом процесс перехода из жидкого в стеклообразное состояние обратим. Промежуточную группу образуют стеклокристаллические материалы, многие из которых уже рассматривались. Это ситаллы, в том числе и шлакоситалл. В группу некристаллических материалов, помимо хорошо всем известных стекол, в последнее время входят аморфные металлы и сплавы переходных металлов с неметаллами. Аморфные металлы можно получать различными методами, но среди них лишь способ быстрой закалки из жидкого состояния имеет пока практическое значение, В настоящее время применяют два основных метода 1) расплющивание капель 2) быстрая закалка расплава на вращающемся металлическом диске или барабане, охлаждаемом до очень низких температур (чаще всего до температуры жидкого азота—196 " С). Аморфные металлические материалы, полученные в виде ленты, называют металлическими стеклами. Для изготовления массовых изделий из аморфных металлов чаще всего применяют метод ударного сжатия при прессовании аморфных порошков. Среди металлических стекол, находящих практическое применение, в первую очередь интересны материалы, сочетающие свойства сверхпроводников с удовлетворительными механическими свойствами, в частности высокой прочностью и определенной степенью деформируемости. Интересно, что и в этой области используют приемы частичной кристаллизации металлических стекол. По сути дела так получают стеклокристаллические материалы с требуемыми меха- [c.157]

Гораздо большего внимания требует сохранность цементного камня нагнетательной скважины, так как в нем содержится определенное количество гидратов окиси кальция. При контакте серной кислоты с цементом в результате взаимодействия с ионом Са ион 804 оказывает разрушающее действие, так как происходит образование двуводного гипса с одновременным формированием механических трещин в цементном камне. При контактировании с водой прочность камня, как показали лабораторные исследования [23], практически восстанавливается. В промысловых условиях заметное ухудшение механических свойств сформировавшегося уже цементного камня скважин может происходить лишь при длительном контактировании с серной кислотой. Поэтому для сохранения надежности нагнетательной сквал<ины серную кислоту необходимо подавать с большой скоростью, но по возможности при пониженном давлении, так же, как и первые, следующие за оторочкой порции воды. [c.145]

И гидроксид-ионы, вследствие чего она обладает довольно высокой реакционной способностью эту активность можно понизить при помощи определенных жидких фаз или добавок, уменьшающих расширение задних фронтов хроматографических зон. Менее активна поверхность стекла пирекс, и колонки из этого стекла могут оказаться более приемлемыми для проведения некоторых трудных разделений. То, какой из способов дезактивации поверхности (если таковой вообще имеется) наиболее эффективен, зависит от типа стекла, из которого изготовлена колонка, от природы неподвижной жидкой фазы и от природы анализируемых соединений. Некоторые из относящихся к этой проблеме вопросов рассмотрены в разд. 5.4, посвященном оценке качества колонок, но здесь уместно отметить, что ни один из распространенных в настоящее время способов не является универсальным. Так, например, способы обработки, позволяющие уменьшить расширение задних фронтов хроматографических зон спиртов в колонках с неполярными жидкими фазами, дают поверхности, на которых очень нестабильны другие соединения, такие, как никотин. Наилучшими в смысле механической прочности и химической инертности вполне могут оказаться колонки из чистой двуокиси кремния, которые, возможно, будут производить в будущем. [c.41]

Если такая система (суспензия) при равномерном распределении всех зерен минералов и ионов по ее объему находится в покое, то равновесие всех этих сил придает определенную структурную прочность системе и вязкость ее будет значительной. При механическом же воздействии (перемешивание) наблюдается разобщение [c.286]

Качество мембран характеризуется их толщиной, склонностью к набуханию, механической прочностью, селективностью, удельным электрическим сопротивлением и т. д. Селективность мембраны, т. е. способность ее пропускать ионы, определяется числом переноса через нее определенных ионов, которое представляет отношение электрического тока, переносимого данным видом ионов, к полному току. Обычно селективность мембраны определяют по переносу ионов Ма+ или С1-. Чем выше число переноса, тем более селективна мембрана. Наиболее качественны мембраны, имеющие малое электрическое сопротивление, небольшую толщину и слабую склонность к набуханию. В табл. 5.2 приводятся характеристики некоторых применяемых в настоящее время мембран. [c.111]

Иончувствительные мембраны (ИЧМ) представляют собой основу многих электрохимических методов анализа. По агрегатному состоянию различают твердые, жидкие и пластифицированные мембраны. Электрический потенциал, возникающий на границе мембрана-водный раствор, определяется активностью, а при определенных условиях концентрацией заряженных частиц водного раствора. Пластифицированные ИЧМ - область исследований кафедры аналитической химии - должны обладать следующими физическими, механическими и химическими свойствами ионной проводимостью, прочностью, достаточной электропроводностью. ИЧМ можно отнести к классу наполненных полимеров. На сегодня состав мембранных композиций ИЧМ стандартен. В качестве матрицы таких полимеров до сих пор чаще всего используют поливинилхлорид (ПВХ) в настоящее время проводятся активные исследования других полимеров с точкой стеклования ниже комнатной прежде всего полимеров акрилового ряда. [c.72]

Макропористые смолы не заменяют обычных стандартных смол. И те, и другие используются в определенных областях. Однак о макропористые смолы имеют исключительные свойства. Вследствие большой пористости диффузия реагентов в них облегчена, поэтому в макропористые смолы можно ввести большое число функциональных ионогенных групп, т. е. увеличить их обменную емкость. Макропористые смолы могут сорбировать ионы из сред, в которых они не набухают, в особенности из неводных сред. Они обладают повышенной механической прочностью, не изменяют своей структуры при сушке. С помощью макропористых смол можно удалять большие ионы антибиотиков и даже частицы коллоидных размеров. Так, проблема удаления коллоидальной кремневой кислоты из воды может быть успешно решена применением макропористых ионитов. Установлено, что для извлечения частиц необходимо, чтобы пора была больше частицы примерно в 65 раз. [c.517]

В настоящее время к ионообменным сорбентам предъявляют следующие основные требования высокая ионообменная емкость химическая стойкость при контактах с кислыми и щелочными растворами механическая прочность определенная степень набухания хорошие кинетические свойства при сорбции и десорбции ионов достаточная термическая стойкость селективность действия по отношению к отдельным ионам или группам ионов. [c.19]

Сорбенты. Ионообменные материалы — важный класс неподвижных фаз, используемых в жидкостной хроматографии. Развивающийся хроматографический метод предъявляет к ионообменникам следующие основные требования высокая ионообменная емкость химическая стойкость при контактах с кислыми и щелочными растворами механическая прочность определенная степень набухания хорошие кинетические свойства при сорбции и десорбции ионов достаточная термическая и радиационная устойчивость селективность действия по отношению к отдельным ионам или группам ионов. Ионообменными свойствами обладают многие вещества. Их можно разделить на две большие группы неорганические и органические. Каждая из групп в свою очередь подразделяется на природные и синтетические. [c.79]

Дополнительное определение понятия кристаллической фазы. Кристаллической. чвл.чется фаза, атомы которой образуют строгий дальний порядок, характеризующ,ий внутреннюю и внешнюю симметрию кристалла. Он является следствием периодичности поля кристаллической решетки, распределения электронной плотности и ядер атомов в объеме кристалла. Устойчивые структурные формы подчиняются требованиям минимума свободной энергии. Энергетическая прочность кристалла характеризуется энергией решетки (ионный кристалл) или энергией атомизации (атомный кристалл). Механическая прочность—удельной свободной поверхностной энергией. [c.325]

Ионообменные смолы—как катиониты, так и аниониты—должны обладать высокой механической прочностью, определяющей длительность эксплуатации полиэлектролита, химической стойкостью, нерастворимостью в воде и в водных растворах и определенной степенью набухания в этих реагентах. Емкость ионита (кислотное число или основность), т. е. количество кислоты или основания, связываемое 1 г смолы, зависит от химического состава полиэлектролита, т. е. от характера полярных групп в макромолекуле. Характер функциональных групп обусловливает различную основность или кислотность ионитов, проявляющуюся в различной степени диссоциации активных групп и способности к обмену ионов в разных средах. [c.722]

Большинство моносоединений d- и /-переходных металлов с кислородом, азотом, углеродом и их аналогами, а также монобориды и моногидриды имеют структуру типа Na I, характерную для ионных кристаллов, или структуру арсенида никеля, также проявляющую определенные признаки полярной связи. В отличие от ионных кристаллов эти соединения переходных металлов обладают металлической проводимостью, высокой теплопроводностью и другими признаками металлического состояния. Значительная анизотропия их свойств, высокая механическая прочность и низкая пластичность указывают на существование в таких соединениях и направленных межатомных связей. [c.174]

Эта концепция дает новые модели и для промежуточных форм катализа (включая и переходные комплексы) и позволяет привлечь к изучению хемосорбции и катализа закономерности больших и хорошо изученных разделов химии комплексных и хелатных соединений и кристаллохимии. Однако механический перенос этих закономерностей на хемосорбцию и гетерогенный 1 атализ был бы такой же крайностью, как использование одних лишь коллективных макроскопических характеристик твердого тела (уровень Ферми, загиб зон, величина электропроводности и т. д.) во многих построениях электронной теории катализа на полупроводниках [27, 28]. Вызывает сомнение реальность универсальных рядов каталитической активности у металлов и сплавов или окислов элементов различной валентности с экстремумами при определенном числе -электронов (например, при одном или пяти -электронах) у атома (иона) комплексообразующего элемента. Это вытекает из следующих соображений а) обычно нет уверенности даже в сохранении поверхностным ионом металла объемного числа -электронов на 1 атом б) даже при правильной оценке валентности и числа -электронов у соответствующего элемента на поверхности данного образца совсем не обязательно считать (как это делают обычно), что экстремальная каталитическая активность появляется при числе -электронов, соответствующем экстремальным значениям энергии ионизации (сродства) или связи лигандов с центральным ионом в) для некоторых окислов прямыми опытами показано, что активные центры образованы ионами металла, имеющими валентность, резко отличающуюся от стехиометрической. Неудивительна поэтому противоречивость результатов последних экспериментальных работ [29], которые не могут служить серьезным подтверждением предсказапий, основанных на аналогии с прочностью комплексов. В частности, можно указать, что один из дауденов-ских максимумов (для №0 и С03О4), по-видимому, обусловлен частичным восстановлением до металлов. [c.25]

IV. Как было отмечено выше, в последние годы интенсивно развивались исследования эффектов адсорбционного облегчения деформации и разрушения неметаллических систем. Это связано как с практической важностью объектов, так и с определенными преимуществами в теоретическом аспекте в частности, относительная простота описания связей в ионных и молекулярных кристаллах позволяет надеяться, что именно для этих типов твердых тел ранее всего удастся провести анализ элементарного акта облегчения разрыва или перестройки межчастичных связей с участием адсорбционно-активного атома (молекулы). Полученные результаты еще раз подтверждают широкую общность эффекта Ребиндера и его глубокую специфичность, избирательность влияния различных сред на твердые тела с данным типом межатомных связей. В конечном счете для всех типов твердых тел обнаруживаются такие (родственные) среды, в которых наблюдается существенное изменение механических характеристик, и, наоборот, практически каждая данная среда может оказать заметное влияние на прочность или пластичность определенного (ограниченного) класса твердых тел. [c.165]

Ионная хроматография. В настоящее время под ионной хроматографией (ИХ) подразумевают высокоэффективную ионообменную жидкостную хроматографию, целью которой является количественное определение ионов. Необходимость количественного определения, прямо связанная с обеспечением высокой чувствительности кондуктометрического детектирования, накладывает определенные требования на условия разделения ионов. В первую очередь — это использование по возможности разбавленных элюентов, обеспечивающих низкий уровень электропроводности, на фоне которой происходит детектирование разделяемых ионов. Соответственно, применяемые в ИХ ионообменники должны иметь невысокую ионообменную емкость, обычно от 10 до 100 мкэкв/г. Среди других требований можно отметить необходимость высокой механической прочности и гидролитической устойчивости, однородность распределения функциональных групп в зерне сорбента. Синтез таких ионообмеников представляет непростую задачу, поэтому ассортимент выпускаемых сорбентов для ИХ весьма ограничен, стоимость их высока (цена готовой колонки примерно 600 долл. США). По этой причине компании, выпускающие сорбенты для ИХ, предоставляют весьма ограниченную информацию о структурных и других характеристиках ионообменников и для этого варианта хроматографии поставляют, как правило, только готовые колонки. В табл. 8.4 представлены характеристики сорбентов на основе силикагеля, используемых в ионной хроматографии. [c.417]

Ионообменные мембраны. Иониты на основе искусственных смол, выпускаемые промышленностью в виде пленок или пластин, называют ионообменными мембранами. Ионогенными группами мембран являются сульфо-группы или остатки четвертичных оснований. Вследствие высокой плотности зарядов мембраны проявляют свойства селективных ионитов. При прохождении через мембрану ионы, имеющие одинаковый заряд с ионами мембраны, отталкиваются ею. По способу изготовления различают гомогенные и- гетерогенные мембраны. Гомогенные мембраны изготовляют методами литья из гелей ионитов. Для повышения механической прочности мембран их осаждают на носителях, таких, как стекловолокно или текстильные волокна. При изготовлении гетерогенных мембран спрессовывают тонкоизмельчен-ные гранулы ионита с инертным связующим (коллодионная пленка). Эти мембраны находят применение при определении активностей ионов и в электродиализе. [c.379]

Прочность к трению определяется, главным образом, двумя факторами. Одним из них является субстантивность нафтола , так как если нафтол удерживается на волокне не за счет субстантивности, а механически захвачен волокном, это и будет служить причиной стирания пигмента с волокна. Вторым фактором является эффективность удаления азоидного пигмента с поверхности при мыловке. Водные растворы мыла и синтетических моющих веществ растворяют органические соединения, незначительно растворимые в воде жиры, масла или другие органические вещества дают жидкие растворы в агрегатах или мицеллах, образованных при определенных критических концентрациях ионами параффиновых цепей моющего вещества. Растворимость азоидных красителей в чистых мылах и моющих веществах различных типов изучались Мак-Байном, однако применимость его данных при обработке выкрасок азоидными красителями никем не проверялась. [c.777]

В литературе, посвященной ионному обмену, обычно дается характеристика ионитов, которая включает описание их физических свойств (зернения, плотности, механической прочности, способности к набуханию) и некоторых химических свойств (обменной способности, типа активных групп, устойчивости по отношению к различным растворителям и др.). Эти данные служат для расчета технических ионитовых фильтров, а также для использования ионитов в лабораторных условиях. Однако такая характеристика не дает полного представления о свойствах ионитов. Кроме того, в определении ряда свойств ионитов, например обменной способности, имеется несогласованность между отдельными исследователями. В настоящее время остро ощущается необходимость в рациональной физико-химической характеристике ио1гита, основанной на теории ионного обмена. Эта теория хорошо разработана для статических условий, в то время как для динамики ионного обмена мы не имеем закон-ченно11 теории, подтвержденной экспериментом кинетика же обмена ионов находится в стадии начального изучения. Поэтому в настоящее время характеристика ионитов может быть дана лншь на основании статической теории. [c.5]

Адсорбционно-сольватный фактор агрегативной устойчивости коллоидных систем связан с образованием на межфазной поверхности слоев из молекул или ионов. Адсорбционно-сольватные слои обладают особыми свойствами. Они имеют высокую прочность, молекулы в них взаимодействуют между собой более энергично и поэтому менее подвижны. В их составе могут быть кристаллические образования. Формирование таких слоев происходит в результате определенного взаимодействия между веществом дисперсной фазы и дисперсионной средой. Определенная ориентация молекул в слоях способствует проявлению особых механических свойств, а именно повышению вязкости, упругости, сопротивления сдвигу. Развитые адсорбционно-сольватные слои препятствуют сближению коллоидных частиц, т. е. способствуют повышению устойчивости коллоидной системы. Образование прочных адсорбционно-сольватных слоев характерно для гидроксидов таких металлов, как алюминий, железо и др. Согласно теории, разработанной П. А. Ребиндером и его школой, адсорбционно-сольватные слои представляют собой двумерные квазикристаллические структуры. Адсорбционно-сольватные слои могут образовываться и крупными молекулами органических веществ. Эти ориентированные слои не разрушаются при сближении коллоидных частиц, они создают структурно-механиче-1СКИЙ барьер, препятствующий их агрегации. Соединения, входящие в состав адсорбционно-сольватных слоев, называются стабилизаторами. [c.116]

Механические свойства покрытия Ваттса из обычных чистых растворов зависят от состава, pH, плотности тока и температуры раствора. При промышленном применении эти параметры специально варьируют для того, чтобы получить определенное качество покрытий твердость, прочность, пластичность и внутренние напряжения. pH раствора имеет незначительное влияние на свойства покрытия в пределах значений 1,0—5,0. Однако нри увеличении pH выше 5,5 твердость, прочность и внутренние напряжения резко возрастают, а пластичность падает при рН = = 3 получается пластичное покрытие с минимальными внутренними напряжениями при температуре 50—60° С и плотности тока 3—8 Л/дм2 в растворе хлорида никеля с 25 /о иона никеля. Такой осадок имеет грубозернистую структуру в то время, как более твердые и прочные осадки, полученные при других условиях процесса, имеют более тонкое зерно. Широкое изучение взаимосвязи параметров процесса со свойствами покрытий было проведено в американском Обществе по электролитическим нокрытиям и результаты для раствора Ваттса и др. сообщались в 1952 г. [3, 4]. [c.439]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология