Проницаемость и пористость ионитов

Разделение, газов. Разделение газов внутри электролизеров важно как с точки зрения получения чистых продуктов электролиза, так и с точки зрения техники безопасности, поскольку водород и кислород образуют взрывоопасную смесь. Разделение газов внутри электролизера может быть достигнуто, например, путем погружения электродов в специальные колокола, однако более рациональным способом их разделения является применение диафрагм — пористых перегородок, легко проницаемых для ионов и непроницаемых для газовых пузырьков. [c.119]

Рис. Х1У-4. Возникновение э. д. с. в элементе Даниеля—Якоби (схема) тп — пористая диафрагма, проницаемая для ионов.

Каркас синтетических ионитов обладает значительной гибкостью и при контакте с таким полярным растворителем, как вода, способен к значительному увеличению объемов, т.е. к набуханию. Возникающая при этом пористая структура проницаема для ионов, обмен которых возможен не только на поверхности ионита, но и в его массе. [c.244]

В способе с неподвижным электролитом разделения продуктов электролиза предполагалось достигнуть путем устранения чисто механического смешения анолита и католита (под влиянием, например, газов, выделяющихся на электродах, и тепловой конвекции в электролите). Для этого ванна (рис. 120) цементной диафрагмой 1 разделялась на два отделения — катодное 2 и анодное 5. Будучи пористой, но достаточно плотной, диафрагма была проницаема для ионов, но не допускала механического смешения анолита и католита. Катодное и анодное пространства ванны заполнялись насыщенным раствором хлористого натрия. При включении тока на катоде выделялся водород и образовывалась щелочь. По мере хода электролиза концентрация щелочи в катодном пространстве увеличивалась, а концентрация хлористого натрия уменьшалась. [c.287]

Пористость. Фильтрация электролита через диафрагму, так же как и проницаемость ионов и диффузия, возможна только при наличии в диафрагме пор. В практических условиях при испытании диафрагм ограничиваются определением объемной пористости, т. е. находят отношение (в %) объема, занимаемого порами, ко всему объему диафрагмы [c.147]

Различают два типа концентрационных элементов — с переносом и без переноса ионов. Простейший концентрационный элемент с переносом ионов состоит из двух одинаковых металлических электродов, погруженных в раствор с различными концентрациями ионов данного металла. Указанные растворы находятся в одном сосуде и разделены пористой перегородкой, проницаемой для ионов, или находятся в различных сосудах, соединенных между собой электролитическим ключом. Схема такого элемента представлена на рисунке 73. [c.336]

Рассмотрим работу ХИТ на примере одного из наиболее простых гальванических элементов — элемента Даниэля —Якоби. Этот элемент включает цинковую пластину, погруженную в раствор сульфата цинка, и медную пластину, помещенную в раствор сульфата меди. Растворы отделены друг от друга проницаемой для ионов пористой перегородкой. Данная электрохимическая система условно изображается следующей схемой [c.275]

Проявление избирательной проницаемости пористых мембран для ионов одного знака заряда при электроосмо-тическом переносе воды положено в основу методик электроосмотического концентрирования анионных и катионных форм элементов из крайне разбавленных растворов. Возможности метода объективно ограничены суммарным содержанием в растворе ионных примесей на уровне 1 10 моль л , так как объемная скорость электроосмотического потока резко падает с увеличением общего солесодержания. Поэтому достоинства метода в наибольшей степени проявляются при анализе воды высокой чистоты. Здесь, среди безреагентных методов суммарного концентрирования ионных форм, электроосмос оказывается наиболее привлекательной альтернативой упариванию, существенно превосходя его по экспрессности и полноте выделения. [c.219]

В—структурная константа мембраны при расчете селективности D—коэффициент диффузии Dam—коэффициент диффузии растворителя в мембране d—диаметр поры мембраны dr.a—диаметр гидратированного иона а—эквивалентный диаметр канала /о— пористость мембраны G—проницаемость мембраны АЯ—теплота гидратации I— ионная сила раствора 1—коэффициент Вант-Гоффа К—степень очистки раствора /Ср—коэффициент разделения к, La, Lp—расход концентрата, исходной жидкости и растворителя соответственно [c.11]

Аппарат, в котором осуществляют электролиз, называют по-разному электролизер, электролитическая ванна, гальваническая ванна. Электролизер оборудуется двумя электродами, представляющими собою проводники электрического тока (металл, графит, уголь) и имеющие форму стержней, пластин, сеток и т. п. Когда продукты, образующиеся на электродах, не должны смешиваться между собою,, электролизер снабжают диафрагмой — пористой перегородкой, проницаемой для ионов, но затрудняющей перемешивание жидкостей и диффузию. Так отделяют катодное пространство от анодного. [c.92]

Электролизер состоит из различного числа отдельных ячеек (50—160) с диафрагмами для разделения газов. Диафрагма — пористая перегородка, проницаемая для ионов и непроницаемая для газов. Диафрагмы должны обладать хорошей электропроводностью и химической стойкостью. В качестве материала для диафрагмы используется плотная асбестовая ткань, в некоторых случаях она армируется никелевой проволокой. Асбестовая ткань диафрагмы прикрепляется к стальной раме из СтЗ. [c.103]

Результатом анодного окисления металла в начальный момент электролиза является формирование на нем тонкого, беспористого барьерного слоя, отличающегося высоким электрическим сопротивлением. Если оксидирование проводили в электролите, практически не растворяющем оксид алюминия, например в растворе борной кислоты, напряжение на ванне может достигнуть 150—200 В, а толщина оксидной пленки не превысит 1 мкм. Такие пленки находят применение в производстве электролитических конденсаторов. В гальванотехнике используют оксидные покрытия толщиной 8—20 мкм, а в специальных случаях — несколько сот микрометров. Они могут формироваться лишь в таких электролитах, которые оказывают некоторое растворяющее действие на барьерный слой. В этом случае, частично растворяясь, он становится микропористым, проницаемым для ионов электролита, что создает условия, благоприятствующие дальнейшему окислению металла. Оксидное покрытие как бы вырастает из металла, так как рост его происходит не со стороны внешней, а с внутренней поверхности, на границе металл — пленка или по некоторым данным — на границе барьерный — пористый слой. [c.229]

Более специфичными являются так называемые металлопористые камерные катоды (Ь-катоды). Принцип их работы заключается в том, что активная в эмиссионном отношении пленка бария, аналогичная пленке на обычных катодах, разрушающаяся во время работы катода вследствие испарения и ионной бомбардировки, непрерывно возобновляется за счет поступления бария из внутренних полостей катодного элемента через пористую стенку, изготовленную из спеченного порошка тугоплавкого металла. Путем регулирования проницаемости пористой стенки можно управлять плотностью эмиссионного тока и долговечностью катода. [c.490]

Если фазовая граница между двумя электролитами проницаема не для всех ионов, то на такой границе устанавливается некоторая разность потенциалов, получившая название потенциала Доннана (по имени ученого, который исследовал закономерности возникновения таких потенциалов). Избирательная проницаемость межфазной границы возникает в случае, когда некоторые ионы настолько прочно связаны с одной из фаз, что покинуть ее не могут. То же происходит на пористых полупроницаемых мембранах, когда какие-либо ионы превышают определенный размер и не могут проникнуть через малые поры диафрагмы. [c.186]

В соответствии с механизмом прохождения электрического тока через среду можно выделить два типа материалов для диафрагм пористые и ионообменные (см. гл. 30). Пористые материалы создают более или менее проницаемый барьер для диффузии как ионов, так и незаряженных частиц, они не изменяют [c.180]

Жидкостные мембраны. В электродах с жидкостной мембраной пористая перегородка, пропитанная неводной фазой, разделяет две водные фазы - исследуемый раствор и внутренний раствор электрода. При этом неводная фаза содержит гидрофобные ионы (активные центры ионообменника), присутствие которых определяет ионоселективную функцию электрода, и противоположно заряженные определяемые ионы (противоионы). Поведение такой мембраны определяется коэффициентом распределения соли ионообменника с определяемым ионом между водным раствором и несмешивающимся с водой растворителем, образованием ионных пар в фазе мембраны и степенью проницаемости мембраны по отношению к посторонним ионам. [c.177]

Функциональной частью ионоселективных электродов является пористая мембрана, проницаемая только для ионов данного вида. Работа таких электродов основана на ионообменных процессах, протекающих на границе мембраны с анализируемым раствором. [c.272]

Поскольку высокие электропроводность и селективная проницаемость являются положительными свойствами мембраны, для их увеличения, очевидно, следует стремиться к получению мембран с высокой обменной емкостью, или (что то же самое) с высокой концентрацией фиксированных ионов. Большая пористость и высокая степень гидратации мембраны увеличивают ее проводимость вследствие диффузии доннановского типа в мембрану, однако эти же факторы резко снижают селективную проницаемость. [c.153]

У этих электродов жидкая мембрана представляет собой раствор (обычно это неполярный растворитель, не смешивающийся с водой) органического реагента, который принимает участие в ионном обмене с водной фазой или образует комплексы с ионами, присутствующими в водной среде. Этим раствором пропитывается слой подходящего пористого материала, например целлюлозы, ацетилцеллюлозы, поливинилхлорида и т. д. (толщина слоя составляет 100—200 мкм, а размеры пор 10—100 нм), который должен быть проницаемым для всех ионов [216, 218]. Селективность мембранного электрода зависит в первую очередь от свойств органического реагента [216], который образует ионные ассоциаты или иные комплексные соединения с ионами, проходящими в мембрану из водного раствора. Несколько меньший эффект наблюдается в случае растворителя, для которого в контакте с водной фазой устанавливается равновесное распределение по типу жидкость — жид- [c.388]

Во мн. электрохим. произ-вах требуется разделение катодного и анодного пространств, к-рое осуществляют с помощью диафрагм, проницаемых для ионов, но затрудняющих мех. смешение и диффузию. При этом достигается разделение жвдких и газообразных продуктов, образующихся на электродах или в объеме р-ра, предотвращается участие исходных, промежут. и конечных продуктов Э. в р-циях на электроде противоположного знака и в приэлектродном пространстве. В пористых диафрагмах через микропоры переносятся как катионы, так и анионы в кол-вах, соответствующих числам переноса. В ионообменных диафрагмах (мембранах) происходит перенос либо только катионов, либо анионов, в зависимости от природы входящих в их состав ионогенных групп. При синтезе сильных окислителей используют обычно без-диафрагменные электролизеры, но в р-р электролита добавляют К2СГ2О7. В процессе Э. на катоде образуется пористая момит-хроматная пленка, выполняющая ф-ции диафрагмы. При получении хлора используют катод в виде стальной сетки, на к-рую наносят слой асбеста, играющий роль диафрагмы. В процессе Э. рассол подают в анодную камеру, а из анодной камеры выводят р-р NaOH. [c.432]

Как уже отмечалось, одним из свойств, присущих исключительно полимерам, является их способность набухать в подходящем растворителе. Набухание — это увеличение объема V или массы т образца полимера за счет всасывания в образец растворителя. Это достаточно длительный процесс (часы, сутки). Если ограничить объем образца, поместив его в пористый сосуд, проницаемый только для растворителя, то возникает давление набухания. Его величина может достигать нескольких атмосфер. Мерой набухания является степень набухания и = (К-Ко)/Го или (т-то)/то- Объем и масса набухшего образца могут в десятки и сотни раз превышать их первоначальные значения. Растворение полимера становится возможным только после его достаточно сильного набухания. Что касается выбора подходящего растворителя, то он производится исключительно эмпирическим путем. Принщш подобное растворяется в подобном остается пока единственным ориентиром в выборе растворителей для полимеров. Понятно, что законы, определяющие связь растворимости и химического строения веществ, для полимеров известны не в большей степени, чем для обычных низкомолекулярных веществ, где ориентируются на тот же принцип подобия. Однако если известно, что полимер растворим в некотором растворителе (лучше, если в воде), то различные частности, относящиеся к растворимости в этом конкретном растворителе, могут быть представлены достаточно полно и даже исчерпывающе. В частности, приментгельно к водорастворимым полимерам важным является вопрос о влиянии концентрации водородных ионов (pH раствора) на растворимость и другие свойства растворов полиэлектролитов. [c.737]

Исходя из этих соображений, ненабухающие (неэлектропроводные) изолирующие органические и неорганические покрытия, а также стекло-эмали и футеровки, следует рассматривать как методы, повышающие термодинамическую стабильность системы. Если эти покрытия не сплошные, а пористые, то это утверждение относится только к доли металлической поверхности, исключенной от соприкосновения с коррозионной средой. Наоборот, лакокрасочные покрытия, набухающие (проницаемые для ионов) правильнее относить к методам защиты за счет повышения катодного, анодного или омического контроля. Более точная идентификация покрытий по механизму их действия станет возможной только после детального и количественного изучения механизма их тормозящего действия на коррозионный процесс и количественного определения контролирующего фактора для каждого вида покрытия. В тех случаях, когда количественных исследований механизма защитного действия покрытия еще нет, мы будем з словно относить их действие к изоляции металла от коррозионной среды, т. е. к повышению термодиналш-ческой стабильности системы. [c.8]

По этой причине в современных больших ваннах для разделения газов применяют исключительно диафрагму, т. е. пористую перегородку, легко проницаемую для ионов и непроницаемую для мелких пузырьков газа. Электроды, как это показано на рис. 84, также помеи ены под колокола 1 и 2 нижняя часть колоколов опущена в электролит, но высота колоколов значительно меньше. К нижней части одного из колоколов, а в некоторых случаях и к каждому колоколу, подвешена в виде мешка пористая диафрагма 3, целиком окружающая электрод. [c.211]

Исследование гидратации сетчатых иолиэлектролитов позволяет получить ряд сведений о их проницаемости, пористости, взаимодействии элементов сеток и состоянии поглощенной воды [104, 157, 158, 160—165]. Ряд гетеросетчатых и макросетчатых ионитов характеризуется экстремальной (с минимумом) зависимостью коэффициентов набухания от содержания кроссагента [66, 166]. Если при набухании слабосшитых ионитов этого типа образуются гелевые структуры, то при набухании сильносшитых ионитов проявляется резко выраженное набухание слабосшитых участков, которое приводит к образованию легкопроницаемых для крупных ионов каналов и пустот, наблюдаемых методами электронной микроскопии и малоуглового рентгеновского рассеяния [89, 95]. [c.46]

Гальванический элемент Якоби—Даниеля. На рис. 41 8 схематическом виде представлен гальванический элемент Якоби—Даниеля, Катодное отделение металлический цинк погружен в раствор 2п504 анодное отделение медь погружена в раствор Си504 тп — пористая диафрагма, проницаемая для ионов. [c.180]

ДИАЛИЗ — освобождение коллоидных р-ров и р-ров высокомолекулярных веществ от истинно растворенных в них низкомолекулярных веществ при помощи полупроницаемой мембраны. Д. является методом очистки коллоидных р-ров от примесей электролитов, всегда содержащихся в них. Для проведения Д. между коллоидным р-ром и чистым растворителем, чаще всего водой, помещают пористую перегородку — мембрану, поры к-рой проницаемы для ионов и молекул низкомолекулярных веществ, но ие пропускают коллоидные частицы и макромолекулы. Принцип метода основан на законах диффузии. Через пористую мембрану диффундируют в растворитель ионы и молекулы из коллоидного р-ра и заменяются молекулами и ионами растворителя, также проникающими через мембрану. Распределение (концентрация) ионов электролитов по обе стороны мембраны определяется мембранным раеноеесием,к-рое впервые было описано и теоретически объяснено Ф. Доннаном. Метод Д. впервые был применен Т. Грэмом в середине 19 в. [c.547]

Адсорбционные явления как определяющие микропроцессы в пластах наблюдаются и в уже распространенном методе увеличения нефтеотдачи — полимерном воздействии на нефтяные залежи. Это метод предназначен преимущественно для залежей с высоковязкой нефтью ( iн>50 мПа-с),где при вытеснении нефти необработанной водой даже в макрооднородном пласте развивается, так называемая вязкостная неустойчивость. Однако полимерное воздействие применимо и в залежах с нефтями средней вязкости, а в этих условиях механизм нефтевытеснения во многом определяется степенью адсорбции полимерных растворов в неоднородной пористой среде. Механизм и степень адсорбции многих полимерных рабочих агентов (особенно на основе полиакриламида ПАА) в настоящее время достаточно полно изучены с получением широкого спектра изотерм адсорбции. Построенные на этой основе математические модели процесса, оценивающие динамику факторов сопротивления и остаточных факторов сопротивления, количественно используются в проектных работах и в анализах опытно-промыщленных испытаний метода. Однако этими изысканиями и разработками не ограничивается роль (и учет) микропроцессов в пластах при осуществлении работ по повыщению нефтегазоотдачи. Оказалось, что адсорбция ПАА существенно зависит от состава и свойств породы и от минерализации пластовых вод. Поэтому при усовершенствовании математической модели полимерного воздействия нами предлагается рассматривать полимерный раствор Как активную примесь с изменяющейся подвижностью вследствие адсорбции, степень которой зависит от минерализации пластовых вод (наличие в них подвижных ионов Ма, Са, Ре и др., а также изменяющейся величины pH). Сорбция полимерных агентов благоприятно влияет на соотношение подвижностей вытесняющей и вытесняемой фаз, снижая фазовую проницаемость, но приводит и к отставанию фронта рабочего агента от фронта продвижения воды. Получается сложная игра микропроцессов, при которой желательно получить оптимальное значение нефтевытесняющей способности рабочего агента в конкретных физико-геологических условиях пласта. [c.163]

Если в нижнюю зону и-образной трубки поместить пористое тело или пучок большого числа стеклянных капилляров (рис. 100), заполнить оба колена и-образной трубки сильно разбавленным водным раствором электролита и пропускать постоянный ток, то жидкость будет перемещаться из одного колена в другое, т. е. будет осуществляться явление электроосмоса. Если пористая масса — стекло, то вода будет перемещаться к катоду. Объясняется это тем, что поверхность стекла адсорбирует гидроксид-ионы. В водном растворе остаются свободные ионы гидроксония, которые движутся по направлению к катоду, увлекая за собой полярные молекулы воды. Согласно правилу Коэна в большинстве случаев при контакте двух тел с различными диэлектрическими проницаемостями тело с большей величиной диэлектрической проницаемости заряжается положительно, тело с низшей — отрицательно. Это правило обычно соблюдается для чистых жидкостей присутствие посторонних электролитов может существенно изменить картину. На Ееличине заряда сказывается и специфика контактирующих тел. Так, при контакте воды с алундом (А1оОз), имеющим основной характер, алунд заря-лсается положительно, адсорбируя ионы НаОЧ а вода — отрицательно. [c.408]

Из-за высокого сопротивления пленок при анодировании алюминия применяют высокое напряжение, примерно 80% которого падает в тонкой пленке. В процессе оксидирования через пленку могут проходит ионы алюминия и кислорода с образованием окислов на внешней и внутренней ее поверхности. Наблюдается периодическое местное растворение v-AbOg в электролите с обнажением металла и последующим образованием пористой гидратированной пленки, проницаемой для электролита. [c.285]

На проницаемость покрытий влияет также способ их отверждения. При образовании поперечных связей между мо-лекула1йи снижается гибкость цепных молекул, что способствует уменьщению проницаемости полимера. Известно, что пространственно-структурированные полимеры с частыми поперечными связями характеризуются низкой водо- и газопроницаемостью. От структурной пористости, а также от присутствия в полимере гидрофильных групп (карбоксильных, гидроксильных, эфирных), сорбирующих влагу, зависит степень набухаемости полимерного материала. При высокой сорбционной способности полимерная пленка прочно удерживает влагу, тем самым ограничивает ее доступ к металлической поверхности. Истинные поры, образующиеся в лакокрасочном покрытии после улетучивания растворителей, служат каналами, по которым к металлической поверхности могут проникать вещества, вызывающие ее коррозию —кислород, влага, ионы и молекулы электролитов. Суммарный эффект от работы пор обоего рода определяет влаго- и газопроницаемость полимерного материала. [c.25]

Характер влияния на Я коэффициентов диффузии в подвижной и стационарной фазах следует из ранее приведенных уравнений для Яг и Яз. Среди параметров, характеризующих технику эксперимента при хроматографическом разделении веществ, главным является размер и форма частиц насадок. Диаметр частиц или толщина пленки неподвижной фазы определяют длину диффузионного пробега вещества к границе раздела фаз. Очевидно, что чем меньше размеры частиц, тем меньше диффз ионные ограничения, но всегда существует нижняя граница размеров частиц, определяемая проницаемостью слоя насадки в хроматографической колонке для подвижной фазы. В свою очередь проницаемость колонки для одной и той же подвижной фазы зависит не только от диаметра частиц, но и от высоты колонки. Получается замкнутый круг. Чем меньше К , тем больше требуется 7У,фф. Для получения необходимого числа Л/эфф следует или уменьшить Н до соответствующего значения при сохранении длины колонки, или увеличить ее длину при сохранении Я. Оба требования выполнимы только до определенных пределов, ниже которых колонки оказываются непроницаемыми для подвижной фазы при допустимом давлении. Одновременным решением проблем снижения диффузионных ограничений со стороны стационарной фазы и обеспечения необходимой проницаемости колонок для подвижных фаз, явилось создание пленочных и поверхностно-пористых сорбентов, позволяющих без существенного уменьшения размеров частиц и соответственно без принципиального увеличения сопротивления колонки потоку подвижной фазы в произ- [c.185]

На рис. 11-6 показан выпускаемый промышленностью электрод для определения иона кальция. Пористая мембрана из пластикового фильтра находится в контакте с резервуаром, заполненным жидким ионитом— раствором додецилфосфата кальция в ди-к-октилфенилфосфона-те, при этом мембрана проницаема для жидкого ионита. Эта мембрана отделяет анализируемый раствор от внутреннего отделения электрода, в котором находится раствор хлорида кальция определенной концентрации и внутренний хлорсеребряный электрод сравнения. Можно показать, что суммарная э. д. с. гальванического элемента, в котором находятся в электролитическом контакте с раствором иона кальция, каль-цийселбктивный электрод и насыщенный каломельный электрод, выражается уравнением. [c.383]

Крупносетчатые ионообменные смолы на основе полистирола имеют ряд преимуществ перед другими ионообменными смолами [106, 107]. Они более устойчивы к органическим загрязнениям. Их пористая структура (от 10 до 120 нм) обеспечивает достаточную поверхность и хорошую проницаемость как молекул органических растворителей, так и больших молекул разделяемого нефтепродукта (асфальтенов). Жесткая структура полимера обеспечивает хорошую физическз о прочность и минимальное набухание в различных органических растворителях. Фиксированное положение ионнььх функциональных групп в решетке полимера создает на нем электростатическую поверхность. Полярные соединения нефти, мигрируя из раствора к поверхности полимера, будут образовывать новые связи от очень слабых водородных до очень сильных ионных. Очень слабые связи могут диссоциировать под воздействием умеренно полярных растворителей, для разрушения сильных ионных связей необходимо замещение сильным ионом или лигандом. [c.90]

Кислородный электрод состоит из свинцового анода и серебряного катода (рис. К. 2). Свинцовый анод, покрытый пористой полиэтиленовой мембраной, помещен внутрь катода — полого серебряного перфорированного цилиндра, покрытого полиэтиленовой мембраной, которая проницаема для кислорода, но непроницаема для воды и мешающих ионов. Полость электрода заполнена раствором КНСОд и МагСОз. Внешнее поляризующее напряжение не требуется. Работа электрода основана на диффузии кислорода через газопроницаемую мембрану и последующем восстановлении кислорода на катоде. При этом протекает ток, пропорциональный парциальному давлению кислорода в системе (в интервале О— 200% от насыщения). На электродах идут реакции [c.61]

Другой метод синтеза макропористых И. с.— сополимеризация стирола с дивинилбензолом в присутствии телогена, напр. СС14. Количества телогена и дивинилбензола определяют степень пористости сополимера. Сульфокатиониты на основе таких сополимеров обладают избирательной проницаемостью для органич. ионов большой мол. массы. [c.434]