Кинетика ионообменных процессов

В результате прохождения некоторого объема раствора верхняя часть колонки (рис. XI. 3) полностью насыщается ионами В+ — верхняя зона)] в средней части колонки ионит содержит одновременно ионы А+ и В+ — переходная зона, а нижняя часть остается насыщенной только ионами А+ — нижняя зона. При дальнейшем протекании раствора переходная зона, двигаясь вдоль колонки, образует фронт — область, где концентрация ионов В+ более или менее резко уменьшается до нуля. Фронт называют острым, если концентрация ионов в этой зоне меняется резко — от некоторого конечного значения до нуля. Ширина переходной зоны характеризует остроту фронта ионов В+, которая определяется состоянием равновесия и кинетикой ионообменного процесса. Зоны могут быть симметричными и несимметричными (один фронт размыт, другой — острый). Форма зоны определяется характером равновесного распределения ионов между фазами ионита и раствора. Влияние равновесного фактора на остроту фронта переходной зоны связано с типом изотермы обмена, т. е. зависимости концентрации иона в ионите от концентрации его в растворе (см. рис. XI. 2). [c.684]

Если вести процесс так, чтобы скорость обмена была достаточно высокой, т. е. переходная зона находилась бы как можно ближе к равновесному состоянию, то работа ионообменной колонки однозначно может определяться ионообменным равновесием. Достижению последнего способствуют малые размеры зерен ионита, низкая скорость протекания раствора, повышенная температура. В общем случае при полном описании работы ионообменной колонки нужно учитывать кинетику ионообменного процесса и продольную диффузию (диффузия в направлении оси колонки). Разработка теории процессов в проточных колонках— достаточно сложная задача, и в настоящее время имеются только приближенные методы расчета работы ионита в динамических условиях. [c.685]

Кинетика ионообменных процессов. Явления процессов ионо-Обмена отличаются от процессов физической сорбции тем, что в одном случае имеет место перенос молекул (физическая адсорбция), а в другом — перенос ионов. Перенос во втором случае должен рассматриваться состоящим из нескольких этапов [c.389]

Поскольку кинетика ионообменных процессов практически отождествляется с кинетикой физической адсорбции, то для расчета ионообменной аппаратуры можно рекомендовать все расчетные схемы и приемы, рассмотренные в разд. 15.5. [c.393]

Кинетика ионообменных процессов складывается из скорости обмена ионов и скорости диффузии обменивающихся ионов из раствора внутрь зерен ионита и обратно. В большинстве случаев скорости обмена ионов достаточно велики, и поэтому кинетика ионообменных процессов определяется в основном диффузионными процессами. На скорость диффузии сильное влияние оказывает температура, повышение которой вызывает увеличение скорости диффузионных процессов и соответственно приводит к более быстрому установлению равновесия. [c.172]

Книга посвящена актуальным вопросам современной теории ионного обмена и экстракции. В ней рассматриваются равновесие и кинетика ионообменных процессов. Большое внимание уделе о селективности ионного обмена. Отдельно на основе термодинамики необратимых процессов разбирается перенос в ионообменных мембранах. [c.4]

Изучение кинетики ионообменных процессов производилось рядом ученых Было показано [ 1, что скорость ионного [c.462]

Jo — количество взятого обменника в мг-экв при изучении кинетики ионообменного процесса [c.367]

Изучение кинетики ионообменных процессов производилось рядом ученых Было показано [ ], что скорость ионного обмена определяется диффузией, причем в растворах высокой концентрации электролита главную роль играет внутренняя диффузия (перемещение ионов в смоле), в разбавленных растворах — внешняя диффузия (проникновение иона через границу раздела обменник—раствор), в промежуточных областях концентраций — смешанная диффузия (сочетание внутренней и внешней диффузии). Скорость ионного обмена зависит от размера частиц ионита, от заряда и объема ионов. [c.352]

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ КИНЕТИКИ ИОНООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ [c.170]

Если наружные обкладки подвижного ВЧ-датчика смонтировать на колонке, то при этом возможно исследование ионообменного процесса в слое сорбента. Это позволяет определять местонахождение зон разделяемых компонентов, оценивать скорость движения этих зон вдоль колонки, исследовать влияние различных факторов на кинетику ионообменных процессов [165]. [c.187]

Будучи ионной реакцией, последняя стадия обычно проте-кает весьма быстро. Поэтому стадии массопереноса и массопередачи оказываются лимитирующими в кинетике ионообменных процессов. В связи с тем, что основной процесс на этих стадиях составляет диффузия ионов, различные факторы, воздействующие на скорость диффузии, в конечном счете определяют кинетику ионообменного разделения. Так, повышение температуры и уменьшение размеров зерен ионита приводят к более быстрому установлению равновесия. Скорость диффузии зависит также от заряда и размеров ионов и уменьшается с нх увеличением. Для органических ионитов рост степени сшивки приводит к уменьшению скорости диффузии ионов. [c.229]

Кинетика ионообменных процессов. Процесс установления ионообменного равновесия протекает во времени. Поэтому, как правило, разделение смесей осуществляется в неравновесном режиме. Особенно это характерно для динамических методов использования ионного обмена. Но и в статических условиях, несмотря на однократность контакта ионита, и раствора в этом режиме, равновесие успевает установиться далеко не всегда. Продолжительность установления равновесия зависит от ряда факторов. Основными из них являются скорость диффузии ионов в зерне ионита и в пленке раствора, окружающей зерно скорость обновления раствора, контактирующего с ионитом (зависит от скорости перемешивания фаз при статическом методе и от скорости пропускания раствора через слой ионита при динамическом режиме), и, наконец, скорость обмена ионами (в растворе или ионите). Последняя зависит от строения, устойчивости и типа химической связи обменивающихся ионов с фиксированными ионами в ионите и ионами противоположного заряда в растворе. [c.159]

Сорбенты типа СБС резко отличаются друг от друга по кинетике ионообменного процесса. Это различие проявляется тем в большей степени, чем больше радиус гидратированного иона. [c.122]

Кинетика ионообменных процессов в присутствии комплексообразующих реагентов [c.5]

Поэтому прежде чем определять константы равновесия ионного обмена, идущего с участием стрептомицина, необходимо было выяснить условия достижения равновесия в таких системах. Целью нашей работы было исследование статики и кинетики ионообменного процесса, протекающего с участием стрептомицина на карбоксильных синтетических ионитах, и выявление особенностей, имеющих место при сорбции столь крупных органических ионов. [c.3]

В большинстве случаев при исследовании и инженерном расчете кинетики ионообменных процессов использувтся простые математические описания, основанные на линейном уравнении диффузии. Для относительно малоинтенсивных ионообменных процессов использование линейного градиентного закона не сказывается на точности описания и существенна только некоторая физическая нестрогость. Дпя интенсивных ионообменных процессов, например, процессов, протекающих под действием электромагнитного поля /1,2/, можно ожидать существенных ошибок. Здесь целесообразно использовать модификацию градиентного закона /3/, которая имеет вид [c.146]

Наиболее значительным является влияние кинетики ионообменного процесса в отдельном зерне смолы внешне-, внутри-или смешаннодиффузионный характер кинетики, отсутствие или заметное влияние химической реакции, учет или неучет переноса за счет градиента электрического потенциала и т. п. Структура потока жидкой фазы и потока дисперсного материала (для аппаратов с движущимся или псевдоожиженным слоем ионита) также может приниматься различной в зависимости от конкретных условий организации процесса в аппаратах с псевдоожиженным слоем частиц принимается режим полного перемешивания по дисперсной фазе и режим полного вытеснения по сплошному жидкому потоку в иных условиях может учитываться нли не учитываться эффект продольного перемешивания или приниматься более сложные комбинированные модели структуры потоков. [c.256]

So Id ano В. A., Кинетика ионообменных процессов, Ann. N. Y.. A ad. S i., 57 116 (1953) Сборник Исиюоб.менные с.молы в медицине и биоло ГИИ , Издатинлит, 1956, стр. 72. [c.238]

Для суждения о наличии гелевого лимитирования прежде всего устанавливают, влияет ли концентрация ионов в растворе и перемешивание на кинетику ионного обмена [101—104]. Используется также анализ экспериментальных кинетических кривых [И, 97, 104, 105], когда линейная зависимость степени завершенности процесса от квадратного корня времени указывает на лимитирование диффузии ионов в зерне. Дополнительным доказательством лимитирования той или иной стадией является анализ критериев Адамсона—Гроссмана—Гельфериха [105, 106] и критерий Био [104]. Наконец, общепринятым способом выявления лимитирующей стадии является опыт с прерыванием контакта фаз. Если продолжение эксперимента после восстановления контакта фаз приводит к излому кинетической кривой, то тем самым выявляется существенное в.чияние диффузии ионов в зернах ионитов на скорость установления равновесия. Следует, однако, подчеркнуть, что для строгого анализа кинетики ионообменных процессов необходимо сопоставлять результаты, полученные с помощью ряда методов. чимитирующей стадии. Так, рассмотрение одного лишь опыта с прерыванием контакта фаз может дать ошибочное заключение о соотношении вклада внешней (пленочной) и внутренней (гелевой) диффузии. [c.34]

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]

Е. С. Перемыслова и Р. П. Сташко изучали влияние температуры на процесс ионного обмена на синтетических катионитах в динамических и статических условиях. Величина рабочей обменной способности ионитов в динамических условиях возрастает пропорционально температуре. Температура оказывает влияние также на кинетику ионообменных процессов, при ее повышении равновесие достигается быстрее, что связано с увеличением скорости диффузии ионов из раствора в катионит. [c.58]

Как показали результаты наших исследований, в условиях проведенных нами экспериментов в лобовой части фронта сорбции (до перегиба кривой концентраций) главную ро [ь в кинетике ионообменного процесса играет внешнедиффузионное сопротивление. Это объясняется, очевидно, следующими условиями высокой вабухаемостью и емкостью ионита малыми размерами зерен малой степенью насыщения активных центров смолы выпуклостью изотермы сорбции, которая вызывает обострение фронта, сводящее на нет всю сумму продольных эффектов небольшой истинной скоростью потока между зернами вследствие расширения слоя низкой концентрацией растворов более медленной диффузией анионов в растворе, чем диффузия катионов. [c.24]

Относительная роль химической и диффузионной кинетики ионообменного процесса рассматривается в довольно значительном числе работ [52—56]. Так, нанример, Кунин и Майерс [53] выполнили обширное экспериментальное исследование ио кинетике ионного обмена в статических условиях на четырех образцах апионитов. На основании изучения зависимости скорости обмена от размера зерен сорбента, природы и концентрации ионов в растворе, темнературы и от других параметров авторы пришли к выводу о диффузионном механизме ионообменного процесса. Весьма детально, методом тонкого слоя, исследовали кинетику ионного обмена на синтетических органических катионитах Бойд, Адамсон и Майерс [52]. Авторы пришли к выводу, что скорость ионного обмена щелочных металлов на сульфофенольном катионите амберлит 1В-1 определяется диффузией. Это доказывается совпадением теоретических и экспериментальных результатов и результатами специальных исследований поглощения микроконцентраций ионов, изучением влияния на степень обмена скорости течения раствора, темнературы и пр. [c.99]

В ионообменных процессах внутридиффузионная кинетика проявляется наиболее отчетливо при сорбции иопов из концентрированных растворов ионитами с большим числом ионеречных связей. В действительности над в ряде случаев кинетика ионообменных процессов определяется одновременно внешней и внутренней диффузией. Такая задача рассматри- [c.109]

Как указывалось выще, в последние годы появилось значительное количество ценных научных исследований в области статики и кинетики ионообменных процессов. Были экспериментально и теоретически изучены многочисленные отдельные факторы и установлены новые эффекты. При этом среди них были найдены некоторые технически интересные кроме того, многие ранее не изученные обстоятельства получили новое объяснение с точки зрения известных физических закономерностей или химических представлений. В то же время еще многие вопросы остались открытыми. Большой интерес представляет в настоящее время вопрос о причинах селективности ионообменных процессов. Исследования Грегора, Бойда, Глюкауфа, Беккера, Рейхенберга и др. указали на важнейшее значение термодинамических функций активности ионов и набухания сорбентов. Новые исследования показали также, что некоторые имеющие значение индивидуальные факторы столь сильно перекрываются, что процесс трудно описать с чисто термодинамической или чисто химической точек зрения. Тонкие вопросы состава и структуры обменников, стерические факторы и обусловленные ими локальные энергетические взаимодействия (образование ионных пар, ван-дер-ваальсово взаимодействие) накладываются друг на. друга. Ценные результаты дали проведенные Баррером исследования природных цеолитов, работы Крамера по соединениям включения, исследование образования и устойчивости комплексных ионов, коллоидно-химических явлений и др. (Дей-ел). К сожалению, мы пока еще не располагаем окончательным объяснением специфичности многочисленных реакций обмена. [c.250]

Познавательные исследования в области кинетики ионообменных процессов, базирующиеся на достижениях физической химии, гидродинамики и на изучении процессов переноса, позволилп установить их диффузионный характер [93]. Теоретически и экспериментально были выявлены факторы, определяющие проявление внешней, внутренней и смешанной диффузии как скоростьопре-деляющих стадий [94] вид изотермы, концентрация раствора, величина коэффициента внутренней диффузии компонента в данном ионите. Химическая кинетика, как было показано, проявляется лишь в редких, частных случаях. [c.16]

Установлено, что состав ионита оказывает большое влияние на кинетику ионообменного процесса между раствором и зернами ионита. Поэтому важно изучать скорость процессов ионного обмена при условиях, иоключаюших возможные изменения состава ионита. Исследованиями Солдано было установлено, что на скорость ионного обмена влияют число поперечных связей в зернах, величина заряда иона, емкость ионита и химический состав ионита. [c.81]