Стехиометрия ионного обмена

Эквивалент. Количество вещества эквивалентов. Закон эквивалентов. Из закона постоянства состава следует, что элементы соединяются друг с другом в строго определенных количественных соотношениях. Поэтому в химии введено понятие эквивалента (слово эквивалентный в переводе означает равноценный ). Эквивалентом называют условные частицы вещества в целое число раз меньшие, чем соответствующие им формульные единицы. В формульной единице вещества может содержаться 1, 2, 3,, ,., в общем случае гв, эквивалентов вещества. Число гв называют эквивалентным числом или числом эквивалентности. Эквивалентное число зависит от природы реагирующих веществ, типа и степени осуществления химической реакции. Поэтому различают эквивалентные числа элемента в составе соединения, отдельных групп, ионов и молекул, В обменных реакциях эквивалентное число вещества определяют по стехиометрии реакции. [c.25]

Дисперсность платины и палладия в цеолитах. В самой первой работе [20], посвященной этому вопросу, утверждалось, что при восстановлении цеолитов, содержапщх платину, водородом можно получить атомнодис-пергированную платину. Было также установлено [20], что в Р1-цеолите, приготовленном ионным обменом, платина находится в более диспергированном состоянии, чем в цеолите, аналогичном по составу, но полученном пропиткой цеолита раствором Н2Р1С1б. С тех пор был опубликован ряд работ [21, 23, 27, 28], содержащих противоречивые результаты. Эти противоречия были обусловлены главным образом неточностью представлений о стехиометрии (определяемой кислородо-водородным титрованием, модифицированным для маленьких частиц) и неодинаковыми условиями предварительной обработки цеолита [33]. [c.115]

В первой части книги, где рассмотрены теоретические основы химии, увеличена доля материала, содержащего наиболее фундаментальные понятия, используемые в большинстве естественных наук и в смежных специальных дисциплинах. Прежде всего это периодический закон химических элементов, являющийся базой всех понятий о строении веществ — от атомов до комплексных соединений, — и закон действующих масс как основа количественных расчетов реагентов в равновесных химических системах. Кроме того, в общетеоретической части представлены законы и понятия стехиометрии, строение и фазовые состояния веществ, закономерности протекания химических процессов, образование растворов и ионно-обменные процессы, протекающие в них, реакции окисления—восстановления. [c.3]

Как показал ряд классических исследований лиофобных коллоидов начиная с 1890-х годов прошлого века, коагуляция типичных представителей этого класса веществ связана с адсорбцией ионов электролита, вызывающего коагуляцию, на поверхности частиц выпадающего коллоида. Основываясь на этом экспериментально установленном факте, целый ряд авторов связывал коагуляцию с адсорбцией ионов, пытаясь установить количественные зависимости между этими явлениями. Первой теорией этого рода явилась теория Фрейндлиха [5], до настоящего времени приводимая во всех курсах коллоидной химии. Позднее было установлено, что процесс адсорбции в большинстве случаев сопровождается вытеснением в интермицеллярную жидкость некоторого количества компенсирующих ионов, имеющих заряд, противоположный по знаку заряду частицы и совпадающий со знаком адсорбированных ионов электролита. Таким образом, процесс толковался как обменная адсорбция ионов, разыгрывающаяся в наружной обкладке двойного слоя коллоидных частиц. Из представления о постоянстве заряда частицы и об отсутствии заряжающих ионов в интермицеллярной жидкости с неизбежностью вытекало представление о своеобразии стехиометрии процесса обменной адсорбции в конечном состоянии количество адсорбированных ионов должно быть эквивалентно содержанию компенсирующих ионов в жидкости, окружающей частицы коллоида, т. е. в фильтрате, получаемом после коагуляции. В этом направлении был произведен ряд экспериментальных исследований, давших противоречивые результаты. [c.100]

Во всей области исследованных концентраций наблюдался стехиометри-ческий ионный обмен, т. е. вместо поглощенных ионов бутиламмония в раствор из обменника переходило эквивалентное количество неорганических катионов. Время установления равновесия обмена зависит от природы неорганического катиона солевой формы монтмориллонита. Если на натриевой форме монтмориллонита равновесие обмена устанавливается практически за 30 мин, то в случае кальциевой и никелевой форм необходимо более 3-х суток. Равновесие обмена на алюминиевой форме наступает только через 10 суток. [c.23]

Несколько особняком стоит ионообменная хроматография, основанная на применении ионообменников — катионитов и анионитов. В отличие от других сорбционных методов, в которых преимущественно осуществляется физическая адсорбция, ионный обмен основан на стехиометрии, так как он представляет собой химический процесс взаимодействия активных групп сорбента с ионами раствора. Главное препятствие на пути широкого применения ионообменной хроматографии для глубокой очистки — низкая механическая и особенно химическая стойкость ионитов. Практически наиболее важные иониты — ионообменные смолы — подвергаются наибольшей деструкции в различных средах. Это приводит к появлению в продукционных растворах растворенной фракции смолы, низкомолекулярных продуктов его разложения, количество которых зависит от природы ионита, растворителя и очищаемого вещества. В настоящее время метод ионообменной хроматографии нашел промышленное применение при по- [c.66]

Изотермы обмена описывают сорбционные процессы, происходящие в соответствии с законами стехиометрии в основе этих процессов лежат химические реакции в узком смысле слова. Наиболее известными являются процессы обмена, происходящие на границе раздела фаз в ионитах. Ионитами называют высокомолекулярные полиэлектролиты различного строения и состава. Они содержат электрически заряженные группы, заряд которых компенсируется зарядом противоионов, способных к ионному обмену. [c.332]

Общее число образующихся протонных центров зависит от стехиометрии обмена, способности катионов цеолита к обмену, степени обмена и структуры кристаллической решетки цеолита [147]. Активность образующихся центров обусловливает их способность к образованию карбокатионов органических молекул, поэтому ак-о-ивность катализатора зависит от числа соответствующих кислотных центров, присутствующих на поверхности. В ряде исследований было обнаружено постоянство энергии активации при проведении одной и той же реакции на цеолитах, различающихся степенью обмена, видом катиона и соотношением Si/Al [118, 148— 151]. Это, в свою очередь, означает, что активные центры у всех изученных материалов идентичны, поэтому замена одного иона на другой сказывается лишь на стабильности катализатора и числе образующихся активных центров. Цеолиты, содержащие ионы редкоземельных элементов, обычно более стабильны по сравнению с другими [151, 152] и поэтому являются предпочтительными для промышленного применения. Наиболее предпочтительны ультрастабильные формы HY, которые не только стабильны, но и имеют высокую активность в каталитическом крекинге. [c.48]

В работе принято представление о кристалле как о растворителе, а реакции разделены на такие, которые могут изучаться независимо от установления внешнего равновесия, и такие, при которых требуется соблюдать равновесие с одной или более внешней фазой. К первой группе реакций относятся ионизация самого кристалла, ионизация растворенного вещества, обмен между ионами и необратимые реакции, ведущие к агрегации. Ко второй группе относятся установление равновесия в растворах внедрения, влияние отклонения от стехиометрии, а также реакции, в которых имеет место обмен между растворами замещения и растворами внедрения. [c.257]

Сущность ионного обмена состоит в том, что понижение в растворе концентрации какого-либо иона вызывает повышение на эквивалентное значение концентрации другого иона, поступающего в раствор из ионита. Обмен ионов происходит строго в стехиометри-ческих количествах. Так, если раствор НС1 находится в контакте с [c.105]

Изомервзация с кислыми халькогенидами. В настоящее время твердо установлено, что каталитическая активность алюмосиликатов и родственных им веществ зависит от их кислотности [84, 165, 272]. Их стехиометри-ческая кислотность может быть определена титрованием щелочами [38, 272], а сила поверхностной кислотности некоторых из этих твердых тел может быть определена по изменению цвета адсорбированных индикаторов [297]. Как кислоты они нейтрализуются путем адсорбции ионов щелочных металлов [38, 165] (существенен ионный обмен с водородом), иона аммония [165] или хинолина [165]. Их каталитическая активность количественно связана с их стехпометрической кислотностью 165, 272] или со степенью нейтрализации азотистыми соединениями [165 [c.72]

Активный транспорт веществ осуществляется такими же механизмами, но протекает против концентрационного градиента и для своего осуществления должен быть сопряжен с энергодающим процессом. Основным источником энергии для активного транспорта является АТФ. Поэтому, как правило, эти системы представляют собой АТФазы. Примером систем активного транспорта ионов является Ма /К -АТФаза плазматических мембран животных клеток, которая выкачивает из клетки ионы натрия в обмен на ионы калия, затрачивая на выполнение этой работы АТФ в стехиометрии ЗМа /2К /1АТФ. Са -АТФаза осуществляет активный транспорт кальция через мембрану со стехиометрией 2Са /1АТФ. [c.304]

Обмен водорода с дейтерием легко происходит при 90° К на поверхности некоторых окислов, как, например, СггОз [89]. Молинари и Парравано [124] недавно показали, что окись цинка также является хорошим катализатором для этой реакции. На чистой окиси цинка, не подвергнутой спеканию, реакция обмена происходит лишь с небольшой скоростью. Как отмечалось в разделе V, 11, поверхностный слой окиси цинка по своему составу может быть более близок к стехиометрии, чем ее объем. Молинари и Парравано удалось повысить скорость реакции- обмена (и уменьшить ее энергию активации) различными методами, в том числе спеканием катализатора в вакууме, восстановительной активацией и введением трехвалентных ионов, в частности АР+ или Оа В результате происходило изменение соотношения между катионами и анионами в решетке окиси цинка в сторону преобладания катионов. Следователыю, увеличивалось число ионов цинка с пониженной валентностью. Отмечено также, что на окиси цинка, не подвергнутой спеканию, несмотря на наличие у нее более развитой поверхности, не удалось обнаружить хемосорбции водорода. Таким образом, чем больше в окиси цинка содержится ионов цинка с пониженной валентностью, тем на большем числе участков могут происходить хемосорбция водорода и реакция обмена. [c.78]

В заключительном п. 4 5 проведено обсуждение содержания всего параграфа. Автор подчеркивает, что исследования ограничивались пока в основном чисто структурными и магнитными методами, хотя в отдельных случаях использовались и более детальные микроскопические методы, например эффект Мессба-уэра. Относительно структурных исследований отмечается, что устойчивость структур при данной стехиометрии определяется в первую очередь суммарной электронной концентрацией соединений и лишь во вторую очередь размерами ионов компонентов интерметаллидов. Магнитные свойства рассматриваемых соединений в основном могут быть удовлетворительно интерпретированы в рамках теории косвенной обменной связи типа РККИ (Рудермана — Киттеля — Касуйи — Иосиды). В целом теория сплавов РЗМ с нормальными металлами еще находится в начальной стадии развития. [c.7]

В случае цеолитов У, обмененных на катионы переходных металлов, между концентрацией ионов пиридиния и электростатическим потенциалом катиона, компенсирующего отрицательный заряд каркаса, существует сложная зависимость [29]. При этом интенсивность полосы, соответствующей ионам пиридиния, достигает максимума при степени ионного обмена 30 50% [93]. Логичных объяснений этого результата (исходя из диссоциации молекул гидратной воды под влиянием электростатического потенциала катионов) нет. Однако для медь- и никельобмененных форм цеолитов У недавно было установлено [126], что в ходе ионного обмена в зависимости от соотношения твердой и жидкой фаз, концентрации раствора, из которого проводится обмен, и числа повторных обработок свежим раствором в обмене могут участвовать и протоны и частично гидролизованные ионы металла. Условия проведенного обмена, при которых протоны и частично гидролизованные группировки не вступают в обмен, крайне ограничены. При повышении степени обмена число сверхстехиометрически обмененных катионов переходных металлов возрастает. Эти катионы обладают остаточным зарядом и локализуются в больших полостях, снижая в них концентрацию гидроксильных групп [126]. Такое явление позволяет объяснить изменение бренстедовской кислотности при увеличении степени ионного обмена. Кроме того, отмечалось [127], что стехиометри-чески обмененный цеолит СиУ не проявляет бренстедовской кислотности [c.45]