Зависимость ионообмена от разбавления растворов

Большое значение для хроматографического разделения имеет время прохождения раствора через колонку с сорбентом и концентрация компонентов смеси в анализируемом растворе. Бремя прохождения раствора через колонку зависит от площади поперечного сечения и скорости фильтрования на единицу площади. При увеличении скорости фильтрации уменьшается динамическая емкость ионита и увеличивается перекрытие отдельных зон. Скорость фильтрации устанавливается в каждом конкретном случае в зависимости от анализируемой смеси, от количества и качества сорбента и особенно от высоты колонки. Если колонка имеет высоту столба сорбента 10 см, то скорость пропускания раствора примерно составляет от 1 до 2 мл/см -мин. На основании теории полного обмена раствор смеси для хроматографического разделения должен быть разбавленным, так как величина ионообменной емкости ограничена. Однако в очень разбавленных растворах возникают процессы гидролиза, которые мешают ионному обмену. Оптимальные концентрации анализ ирумых ионов лежат в пределах от 0,05 до 0,1 и. Более концентрированные растворы рекомендуется разбавлять до этих концентраций. [c.315]

Рассмотрим избирательность ионообменной сорбции (величину К ) как функцию pH раствора. Зависимость от pH определяется как величиной ах, так и / (-у). Есть все основания считать, что влияние величины существенно превосходит влияние величины f (т) для подавляющего числа систем. Конкретный вид функции ах—pH зависит от числа образующихся при диссоциации слабого электролита ионов, а также ионной силы раствора. Для разбавленных растворов и электролитов с одной ступенью диссоциации в изучаемом интервале pH взаимосвязь а.1 и концентрации ионов водорода имеет вид [c.99]

Эта зависимость равновесия от концентрации имеет важное значение при промышленном использовании ионообменных процессов. Растворы, обычно применяемые три регенерации, содержат одновалентные ионы, например, натрия, водорода, гидроксила и хлора. Если провести регенерацию очень разбавленными растворами, содержащими эти ионы, то при это.м элюирование таких ионов, как кальций, магний или сульфат-ион, будет неэффективным. С более концентрированными регенерирующими растворами достигается более благоприятный результат. Это [c.64]

Коэффициент селективности является константой только в том случае, если отношения коэффициентов активности в смоле и в растворе постоянны. Отношение коэффициентов активности в растворе обычно постоянно для разбавленных водных растворов, но для смолы оно заметно изменяется в зависимости от состава смолы. К сожалению, не существует простого метода измерения или расчета активностей в смоле. Соответственно ионообменное равновесие, как правило, описывают в виде коэффициентов селективности, даже если их числовые значения не являются постоянными в широком интервале экспериментальных условий. [c.590]

Ионообменные установки применяют прежде всего для очистки травильных растворов, составленных из более дорогих кислот (например, фосфорной кислоты), а также для утилизации некоторых ценных электролитов иногда ионообменники применяют для повышения концентрации разбавленных электролитов. В зависимости от назначения установка может состоять только из катионитовых или анионитовых ионообменников, иногда они работают вместе. Количество и тип ионитовых колонн зависит от их технологического назначения, однако всегда перед ними ставят фильтры для обезжиривания сточных вод и удаления из них взвеси. Ионитовые колонны и фильтры являются устройствами периодического действия, поэтому для обеспечения непрерывности технологической обработки сточных вод должны быть установлены по крайней мере две равноценные линии ионитовых устройств и фильтров. [c.100]

Измерена электропроводность ионообменных мембран различных марок, не содержащих свободного электролита. Кривые изменения удельной электропроводности мембран в зависимости от количества сорбированной воды имеют такой же вид, как кривые зависимости электропроводности растворов электролитов от степени разбавления их водой. [c.117]

Предпринимались попытки установить связь между ионообменным сродством и размерами ионов. В результате экспериментов с неорганическими ионитами Вигнер [103] показал, что в пределах одной группы периодической системы ионы удерживаются ионитом тем сильнее, чем больше их радиус (в негидратированном состоянии). Как можно видеть из ириведенных выше рядов сродства, это правило остается в силе и для ионитов. Отсюда, ио-видимому, следует, что различия в сродстве связаны с коэффициентами активности в фазе ионита, так как между ионными радиусами и коэффициентами активности в обычных растворах электролитов существует хорошо известная зависимость. В этой связи уместно отметить, что Бойд, Шуберт и Адамсон [23] нашли простое соотношение между коэффициентом избирательности и одним из параметров (так называемым расстоянием наибольшего сближения) теории Дебая— Хюккеля для коэффициентов активности в разбавленных растворах (см. также [73]). Связь между радиусами гидратированных ионов и ионообменным сродством подробно рассмотрена Грегором [48]. Кроме ионных радиусов, на селективность влияют и другие факторы. Наиболее важными из пих являются образование ионных пар [48] и ван-дер-ваальсовы силы взаимодействия ионов между собой и с матрицей ионита [48, 73]. Ван-дер-ваальсовы силы особенно важны в системах, содержащих органические катионы. [c.68]

Если сухую ионообменную смолу поместить в водный раствор, она впитывает воду и набухает. Проникновение воды в ионит приводит к сольватации как фиксированных ионов, связанных с матрицей смолы, так и подвижных противоионов. Жесткость матрицы ионита противодействует набуханию. В результате достигается состояние равновесия, которое зависит от числа поперечных связей в ионите, а также от числа (емкости) и природы входящих в его состав фиксированных групп и противоионов. Существуют различные модели набухания, приводящие к одинаковым результатам. Набухание рассматривают либо как результат различия осмотических давлений в двух фазах [8], либо как разбавление концентрированной фазы ионита, либо, наконец, как следствие электростатического отталкивания фиксированных групп ионита, освобонеденных от противоионов в результате сольватации последних впитанной ионитом водой [42—44]. Подобно этому, сопротивление матрицы набуханию рассматривают либо как механический процесс [8], либо на основе молекулярной картины, в соответствии с которой растяжение матрицы приводит к уменьшению ее конфигурационной энтропии [42—44]. Само собой разумеется, что любая из этих моделей отражает зависимость величины набухания ионита от числа поперечных связей. [c.184]

Ионообменные смолы, обычно используемые в колонках, мо-гут быть применены и для порционной обработки воды, например для концентрирования миюроэлементов из разбавленного раствора. Этот метод менее удобен, чем колонковый, и не всегда обеспечивает полное экстрагирование. Схема его выполнения следующая [8]. После установления рекомендуемого pH добавляют необходимое количество смолы в зависимости от типа обрабатываемой воды, количество экстрагируемого вещества, обменной емкости смолы. Так, при обработке озерных вод достаточно 1 г смолы на 1 л пробы. Раствор перемешивают не менее 3 часов, фильтруют и промывают смолу небольшим количеством дистиллированной воды, имеющей то же значение pH, что. и проба. Смолу помещают в чистый сосуд, добавляют растворитель для элюирования, например 10 мл 2 М НЫОз на 1 г смолы, оставляют на 30 мин, перемешивая, фильтруют, промывают фильтр несколькими миллилитрами свежего растворителя для элюирования и соединяют фильтрат с промывными водами. Полученный раствор разбавляют до нужного объема, например 10 мл и анализируют. [c.179]

Методы извлечения металлов из промышленных сточных вод значительно различаются в зависимости от природы металлического нона и его концентрации. Изучение состава сточных вод, образующихся в травильных и гальванических цехах, показало [76], что ионообменный процесс обеспечивает экономичное извлечение из них хрома, меди и цинка [139, 180, 615], позволяя одновременно предотвратить загрязнение водоемов. Применением ионного обмена может быть разрешена проблема очистки сточных вод в промышленности искусственного шелка, где основным металлом—загрязнителем является цинк или медь [22, 553]. Обширные исследования проведены по применению методов ионного обмена для очистки вод, загрязненных опасными радиоактивными отходами установок по производству атомной энергии [379]. Методы ионного обмена обеспечивают экономичное извлечение серебра из сточных вод отходов фотолабораторий и кинокопировальных фабрик [388, 389] и извлечение магния из морской воды [49, 386]. Показано [19, 527—530], что такие металлы, как хром, мышьяк, железо, молибден, палладий, платина и ванадий, могут быть извлечены из разбавленных растворов и сконцентрированы путем адсорбции соответствующих комплексных анионов (СгО , РЬС1 и т. д.) на анионообменных смолах. Описаны методы получения магния из морской воды при помощи ионного обмена [209,257,386]. [c.139]

Исходное сырье при производстве триоксана [21] (рис. 59) — технический формалин — направляется на вакуумную ректификационную колонну /, в которой формалин одновременно подвергается обезметаноливанию, содержание в нем формальдегида до 60—62%. Нагретый раствор подается в ректификационную колонну 2. На тарелках нижней (исчерпывающей) части колонны находится ионообменная смола — катионит. В этой части колонны происходит образование триоксана. В качестве погона колонны 2 отбирается азеотроп триоксан — вода, а из куба выводится разбавленный водой раствор формальдегида. Азеотроп направляется на экстракционную колонну 3. где триоксан извлекается из него селективным растворителем. Фаза экстракта в зависимости от це- гти производства, либо непосредственно направляется на стадию получения полиформальдегида, либо поступает на колонну 4, где отгоняется растворитель, а из куба отбирается триоксан. [c.195]

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]

Выделение рения из растворов ректификацией. Ббльшая летучесть ННе04 в сравнении с Н2504 позволяет выделить рениевую кислоту из сернокислых растворов отгонкой. Однако простая дистилляция не дает хороших результатов, так как с рением в дистиллят переходит значительное количество серной кислоты. Намного лучшие результаты дает ректификационное отделение. При ректификации следует ожидать исходя из диаграммы (рис. 76) получения в кубовом остатке азеотропной смеси воды с серной кислотой, а в дистилляте — разбавленного водного раствора рениевой кислоты с минимальным содержанием серной кислоты. Действительно, при ректификации растворов, содержащих от 15 до 80% Н 3804 и от 0,1 до 2,6 г/л Ке, получается дистиллят с содержанием 3—5,5% Нг804 и от 0,2 до 9,2 г/л Яе (в зависимости от исходной концентрации) выход рения в дистиллят выше 98%. Из такого раствора рений может быть выделен в составе перрената аммония либо выпариванием с последующим добавлением аммиака, либо ионообменным способом [89, с. 88]. [c.302]