Л и б и н с о н. Ионообменное равновесие на карбоксильных катионитах

Если поглощаемые ионитом соединения могут претерпевать в какой-либо из фаз ионообменной системы различные обратимые превращения (ассоциацию, димеризацию, комплексообразование и т. п.), то при изучении равновесия необходимо принимать во внимание все процессы, протекающие в системе. В общем виде равновесие в ионообменной системе раствор — карбоксильный катионит схематично можно изобразить следующим образом [c.85]

В качестве примера рассмотрим ионообменное равновесие в системе карбоксильный катионит — раствор слабого и сильного оснований [c.86]

Рассмотрена теория ионообменных равновесий на карбоксильных катионитах при сорбции соединений, претерпевающих различные обратимые превращения (ассоциация, димери-зация, комплексообразование и т. п.). Экспериментальная проверка теории проведена на примере сорбции катионитом КБ-2 Х 7 катионов аммония и гидроксиламина в присутствии ионов натрия. Полученное уравнение изотермы сорбции слабого основания удовлетворительно подтверждается опытом. [c.243]

Однако существуют иониты и ионообменные системы, для которых целесообразно описание равновесия с учетом двух состояний резинатов. Прежде всего к ним относятся слабые катиониты и аниониты, в частности карбоксильные катиониты. Как уже было показано в предыдущих разделах этой главы, обменная емкость карбоксильных катионитов зависит от pH внешнего раствора. Следовательно, лишь часть ионогенных групп способна замещаться противоионами, находящимися в растворе. Это подтверждается, в частности, динамическими (колоночными) экспериментами. При фильтровании через карбоксильный катионит в водородной форме раствора электролита с определенным значением pH происходит замещение лишь части атомов водорода карбоксильных групп на вводимый катион в полном соответствии с данными, полученными при определении обменной емкости методом потенциометрического титрования в растворе той же ионной силы с основанием того же противоиона. Если рассматривать два типа противоионов, основания которых дают один и тот же вид кривых титрования, то обмен этих ионов можно считать эквивалентным ионным обменом на ионизированных ионогенных группах, концентрация (количество) которых определена обменной емкостью и зависит от ионной силы раствора. [c.86]

Проведенное исследование позволило определить поведение минерального иона при стимулировании сорбции крупного органического иона на карбоксильных катионитах. Показано, что при стимулировании сорбции органического иона минеральный ион, проникая в катионит либо вместе с большим ионом, либо быстрее его создает ему благоприятные условия для диффузии в частицу смолы. Во втором случае минеральный ион, проникающий в катионит быстрее органического иона, достигает максимальной величины сорбции, а затем вытесняется из смолы органическим ионом до определенного количества, которое остается постоянным, несмотря на длительный контакт катионита с раствором. После прекращения ионообменного процесса общее количество катионов, сорбированных смолой, тем ближе к СОЕ катионита, чем больше конечное состояние системы приближается к истинному равновесию. [c.163]

Было также подробно исследовано равновесие между катионами или анионами, с одной стороны, и концевыми группами ггалиамидных молекул, с другой стороны. При этом наметились две различные точки зрения одни исследователи —предполагают, что имеет место гидролитическая диссоциация концевых амино- и карбоксильных групп и равновесие между ионами в растворе другие исследователи рассматривают связывание катиона и аниона концевыми группами как ионообменный процесс. Полученные экспериментальные данные показывают, что между катионами и анионами в растворе и концевыми амино- и карбоксильными группами, а также амидными группами макромолекул имеет место истинное равновесие. Но найденные константы равновесия еще не дают возможности определить механизм реакци и природу этого равновесия. По-видимому, дополнительные данные позволят разрешить и этот вопрос. [c.429]

В большинстве случаев карбоксилсодержащий ионит применяют в солевой форме, заменяя ион водорода на ион патрия, кальция или аммония. В солевой форме сорбент полностью ионизирован и замещение однозарядного катиона на многозарядный происходит в нейтральной или даже слабокислой среде с достаточно высокой скоростью и полнотой. Так, например, скорость установления ионообменного равновесия при обмене иона водорода карбоксильной группы иа пои калия составляет 7 дней, в то время как обмен иона натрия на ион кальция для того же сорбента длится всего 2 мин. [87]. Применение карбоксилсодержащих ионитов в процессах извлечения катионов из иейтральпых или пщлочных растворов тем более целесообразен, что поглотительная способность их в 2—3 раза превосходит емкость лучших образцов нерастворимых сульфокислот. [c.41]

Общее количество слабого основания, поглощенное, смолой, слагается, таким образом, из катионов В , сорбированных но ионообменному механизму, недиссоциированных молекул слабого основания. В, и ионов В", находящихся в ионите в качестве необменного электролита вместе с анионами. Недиссоциированное основание в фазе смолы находится в равновесии как с катионами В , так и с недиссоциированным oeдинeниeJЛ в растворе (В). Содержанием в фазе ионита форм слабого основания В и В С1 можно пренебречь, так как обычно их количества весьма малы по сравнению с содержанием в смоле противоионов В . Поэтому в дальнейшем мы ограничимся рассмотрением только ионообменной сорбции слабого основания карбоксильным катионитом [c.86]

Ионообменный характер смол определяется полярными группами (сульфогруппой, карбоксильной, фенольной, фосфиновой или замещенной аммониевой). Обменная способность зависит от зернения сорбента, скорости течения раствора, характера растворителя, набухаемости ионита и характера обмениваемого иона. Обмен ионов протекает в эквивалентных количествах, и реакция ионообмена обратима между рйствором и ионитом устанавливается подвижное сорбционно-ионное равновесие, которое достигается быстрее для катионов, чем для анионов. Различают полную обменную емкость ионита по 0,1 н. раствору едкого натра в миллиграмм-эквивалентах на 1 г — ПОЕ, равновесную обменную емкость в статических условиях в миллиграмм-эквивалентах на 1 г сухой смолы — СОЕ и динамическую обменную емкость в миллиграмм-эквивалентах на 1 л набухшей смолы до проскока поглощаемого иона в фильтрат — ДОЕ. [c.547]

В прошлых работах [1—3] нами было показано, что при ионообменных процессах, протекаюш их на карбоксильных катионитах средней и сильной степени сшитости с участием крупных органических ионов, во многих случаях в системе не устанавливается равновесие даже при очень длительном контакте ионита с раствором. Предельное количество больших ионов, которое способен сорбироват . катионит, зависит от формы смолы (водородной или натриевой), степени поперечной связанности ионита, его дисперсности, температуры и концентрации минерального иона в растворе. Особенно сильное влияние па ионный обмен оказывает концентрация минерального иона в растворе в том случае, когда процесс ионного обмена протекает на водородной форме карбоксильной смолы средней и высокой степени поперечной связанности [4]. При сорбции больших органических иоиов па Н" -форме этих катионитов предельное количество органического иона, поглощенного смолой, составляет только часть СОЕ смолы. По мере введения в систему минерального иопа и увеличения его концентрации предельная сорбция большого органического иона вначале возрастает, а выше определенной концентрации снижается. Как было показано ранее [5], в первом случае конечное состояние в системе ионит — раствор не является равновесным, а во втором имеет место истинное термодинамическое равновесие. [c.234]

По мере увеличения числа поперечных связей в смоле происходит качественное изменение процесса ионного обмена. Если при малом числе поперечных связей наблюдается лишь значительное замедление кинетики обмена но сравнению с обычными неорганическими катионами, но в результате устанавливается равновесное состояние, то при увеличении числа поперечных связей смолы имеет место возникновение нового качественного состояния, характеризующегося отсутствием равновесия в системе даже при очень длительном времени провсдепия процесса. В первом случае в зерне катионита происходит равномерный обмен во всем объеме частицы смолы, тогда как во втором случае распределение катионов в зерне смолы неравномерно и зависит от расстояния от центра частицы. Причиной такого состояния является изменение свойств слоев частицы катионита, сорбировавших крупный ион, вследствие чего происходит резкое снижение скорости диффузии этого иона в глубь смолы. При этом процесс обмена практически прекращается при величинах сорбции, которые в ряде случаев еще очень далеки от равновесного значения. Такие неравновесные состояния наблюдаются как на солевых, так и на водородных формах карбоксильных катионитов. Эти катиониты принадлежат к типу ионообменных смол, солевые формы которых резко отличаются по своим свойствам от слабодиссоциировапных водородных форм. Поэтому было особенно желательно выявить закономерности обмена в отсутствие равновесий на обеих формах смо.п и найти возможные пути перехода к равновесным состоя- [c.60]