ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИОННОГО ОБМЕНА

Потенциал стеклянного электрода обусловлен обменом ионов щелочных металлов, находящихся в стекле с ионами водорода из раствора. Энергетическое состояние ионов в стекле и растворе различно. Это приводит к тому, что ионы водорода так распределяются между стеклом и раствором, что поверхности этнх фаз приобретают противоположные заряды, между стеклом и раствором возникает разность потенциалов, значение которой зависит от pH раствора. Подробно теоретические основы работы стеклянных и других ионселективных электродов описаны в соответствующих монографиях. [c.120]

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]

Подвижные обменивающиеся ионы проникают через поверхность ионита в обоих направлениях, а высокомолекулярные ионы с противоположным зарядом, из которых состоит основная масса ионита, неподвижны. Поэтому поверхность зерна ионита можно рассматривать как мембрану, проницаемую для одних ионов и непроницаемую для других. На этой условной мембране устанавливается равновесие, которое называют мембранным или доннановским, по фамилии Ф. Доннана, опубликовавшего в 1911 году теорию равновесия для полупроницаемых мембран. Возможно теоретическое описание закономерностей ионного обмена как процесса, идущего через полупроницаемую мембрану [52, 180, 181]. Получаемые при этом результаты оказываются тождественными описанным выше на основе представлений об ионном обмене как о гетерогенной химической реакции. [c.307]

Успешно развиваются теоретические и экспериментальные исследования по термодинамике многокомпонентных систем, по фазовым равновесиям при высоких давлениях, по теории кислот и оснований, по ионному обмену, по комплексообразованию и сольватации в растворах электролитов, по физико-химическим основам перегонки и ректификации, изучается связь равновесных и неравновесных свойств растворов с их структурой. [c.291]

Экспериментальные данные, полученные для других ионообменных материалов, не являющихся органическими полиэлектролитами, более отрывочны и не столь четки. В натриевых стеклах на основе извести обмен Na" — Ag" соответствует модели Нернста — Планка скорость ионного обмена и концентрационные профили совпадают с рассчитанными теоретически с помощью коэффициентов [c.303]

Хроматографические разделения основаны на селективной адсорбции и дифференциальной диффузии. Во многих случаях успешное разделение достигается обменом ионов, как, например, замена Са + на 2Na+ при умягчении воды. В других случаях искомые вещества адсорбируются из раствора и удерживаются адсорбентом, так что раствор непрерывно от них освобождается. Это имеет место, например, при удалении окрашенных веществ из растворов сахара твердыми адсорбентами. До настоящего времени хроматографический метод остается в значительной степени эмпирическим, т. е. нет определенных принципов, на которых можно основываться при выборе адсорбента, растворителя и элюента , когда требуется провести разделение какой-либо смеси. Выбор этот следует делать, основываясь на накопленном опыте. В последнее время,однако, эмпирические сведения накапливаются быстро, и уже сделано достаточно обобщений, чтобы дать некоторые теоретические основы, которыми можно руководствоваться при выборе методов для осуществления требуемых разделений. [c.169]

Руководство по методам концентрирования микроэлементов, используемых при анализе природных, промышленных и биологических материалов. Рассмотрены важнейшие источники потерь и загрязнений пробы, способы снижения уровня загрязнений, описано устройство специальных лабораторий, предназначенных для определения микроэлементов. Кратко рассмотрены теоретические основы методов концентрирования, детально описано практическое применение наиболее эффективных методов концентрирования испарение, жидкостная экстракция, селективное растворение, осаждение, электрохимические методы концентрирования, сорбция, ионный обмен, жидкостная хроматография, флотация, кристаллизация, зонная плавка. Специальные разделы книги посвящены методам концентрирования микроэлементов при анализе воды и газов. [c.4]

Второй уровень обучения базируется на изучении химии воды и микробиологии. Процесс изучения этого курса включает следующий объём учебных работ лекции (.32 час.), лабораторные работы (24 час.) и самостоятельную работу студентов. Программа по химии воды и микробиологии состоит из следующих основных разделов общая микробиология (морфология и систематика микроорганизмов, аэробные и анаэробные процессы очистки сточных вод), основы аналитической химии, физико-химические методы очистки сточных вод (адсорбция, коагуляция, ионный обмен). Теоретический материал подкрепляется расчётами химических равновесий, pH, ПР труднорастворимых соединении. [c.135]

Известны некоторые другие примеры практического использования ионообменных свойств стекол. Таким образом, история развития представлений об обмене ионов на стекле — это еще один пример того, как теоретическая гипотеза получает практическое приложение и становится основой промышленного метода. [c.205]

Все это полностью относится и к учению об обмене ионов. Разработка этого учения привела к тому, что на его основе возникли новые смежные ветви химической наук (например, теория стеклянного электрода и применение ее к химии стекла). Это учение создало мосты между химией и другими теоретическими и прикладными науками, например между химией и почвоведением, химией и биологией, химией и учением о химической структуре стекла, химией я проблемой опреснения воды. [c.6]

К настоящему времени теория внешнедиффузионной кинетики для обмена многовалентных ионов не разработана из-за математических трудностей, поэтому расчеты теоретических кривых для смешанной кинетики были проведены лишь для обмена гидроксил-иона смолы на хлорид-ион. В основу расчета кинетических кривых положено предположение о том, что общее сопротивление обмену складывается из суммы двух сопротивлений — сопротивления в зерне и сопротивления в пленке [c.142]

ГЕОХИ АН СССР является головным институтом по аналитической химии. Здесь развиваются почти все наиболее перспектив ные направления аналитической химии, особенно в приложении к определению малых количеств и малых концентраций элементов в объектах неорганической природы. В институте многое сделано в области радиоактивационного анализа, искровой масс-спектрометрии, различных видов спектрального анализа, развивается рентгеноспектральный метод, электрохимические и ультрамикрохими-ческие методы анализа. Здесь предложены высокоэффективные органические реагенты, например арсеназо I и П1, бутилродамин и многие другие. Хорошо известны работы по экстракции, особенно по ее теоретическим основам, ионному обмену, соосажде-нию. Внесен вклад в аналитическую химию редких элементов, актиноидов, в методы определения газообразующих примесей в металлах. Многое сделано в области развития аналитической химии редкоземельных элементов (Д. И. Рябчиков и др.). [c.199]

Книга рассчитана на студентов химических специальностей униыерситетов. В ней изложены теоретические основы и практические методы количественного анализа, описаны приемы работы, аппаратура, приборы, методы вычисления результатов анализа. Значительное место отведено современным методам анализа физическим, кинетическим (каталитическим), фотометрии, полярографии, потен-циометрии, амперометрическому титрованию, кулонометрии, ионному обмену, распределительной и газовой хроматографии, соосажденню и гомогенному осаждению, экстракции органическими растворителями, комплексонометрическому титрованию. [c.2]

В настоящее время в ионообменной хроматографии белков и ферментов применяются почти исключительно эти производные. Недавно для тех же целей были синтезированы ионообменные производные агарозы (см. табл. 5.6). Структура матриц этих ионов такова, что в нее легко проникают даже крупные макромолекулы, благодаря чему в ионном обмене участвуют группы, расположенные внутри зерен ионита. Теоретические основы хроматографии белков на ионитах рассматриваются Ти-зелиусом ([211]. В ряде статей и монографий (некоторые из них указаны в табл. 5.13) описаны методы сорбции на ионитах и методы хроматографии белков. В большинстве случаев для хроматографии белков применяют DEAE-целлюлозу. После по- [c.316]

Существующие в настоящее время представления о динамике ионного, обмена смесей основываются ни отдельных работах, в основном экспериментального характера [1—31. Установление теоретических закономерностей связано с математическими трудностями, обусловленными решением нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных. Анализ экспериментальных и полученных на основе послойного метода на электронной вычислительной машине расчетных данных по динамике обмена трехкомпонентных смесей позволил более детально рассмотреть некоторые закономерности динамического метода разделения смесей [4]. Полученные результаты позволяют утверждать, что характерное для динамики смесей взаимное вытеснение ионов, а следовательно, и степень очистки, оцениваемая количеством выделенного в чистом виде вытесняемого компонента, определяется отношением констант обмена разделяемых компонентов смеси. При этом вытесняемый ион, продвигаясь по слою ионита, образует зону, в которой концентрация иона может превышать концентрацию его в исходном растворе. Пределом возрастания концентрации вытесняемого иона в ионите является полная обменная емкость, а пределом возрастания концентрации иона в фильтрате — суммарная концентрация обменивающихся ионов в исходном растворе. После достижения указанных пределов концентрации выход чистого компонента увеличивается пропорционально длине слоя ионита. Выбор условий динамического получения одного из компонентов в чистом виде определяется общими закономерностями ди-намикй сорбции. Очевидно, что динамический метод более целесообразно применять при очистке солей малосорбируемого компонента (в данном случае натрия) от более сорбируемых примесей. [c.119]

Вид функциональной зависимости между концентрацио ионов в растворе с и Сз) и равновесными емкостями сорбции ионов ионитами (т и т.,), представлейпый в изотермах обмена понов, весьма важен как с теоретической, так м с практической стороны. Соответствие или несоответствие экспериментальных данных уравнению ионного обмена позволяет судить о механизме обмена, положенного в основу вывода уравнения. При этом существенна не только связь между параметрами с , с.,, и т , но и оценка константы ионного обмена к. Ввиду того, что обмен понов на набухающих ионитах во многих случаях подчиняется уравнениям (I, 13) и (I, 15), можно было бы ошибочно предположить, что учтенное выпте явление набухания вообще не существенно при обмене ионо) на любых ионитах, так как экспоненциальный член в уравнении (I, 7) и ему подобных постоянен [c.18]

Прямая, выражающая зависимость обменной емкости ионита на основе о-фенолсульфокислоты от содержания серы, проходит выше теоретической прямой, построенной в соответствии с урав-нение.м = 3.2 о,н. Отсюда следует, что фенольные гидроксилы в ионите отличаются повышенной кислотностью п принимают участие в реакции ионного обмена при значениях pH около 2—3, т. е. когда обычные фенольные пздроксилы еще не активны. Этот факт очень интересен, если учесть большие различия между константамп ионизации ароматических сульфокис.лот и фенолов. По-видимому, повышение активности фенольных гидроксилов нод влиянием находящихся к ним в о-нолол ении сульфогрупп особенно значительно [41, стр. 17], [c.129]

Теоретические вопросы динамики ионного обмена разрабатывались советскими учеными на основе представлений о статике и кинетике процесса молекулярной хроматографии, развитых с учетом специфики ионообменных реакций. При этом ставилась задача создания упрощенных методов расчета ионообменных колонн и фильтров. Следует, однако, отметить, что наличие большого числа физико-химических факторов, управляющих процессом, — пабз хание сорбента, специфичность адсорбции ионов и в особенности ионов многовалентных металлов, температура проведения опыта и гидродинамика течения, — еще не позволяет в настоящее время предложить универсальный метод расчета колонн и фильтров, хотя в этом направлении достигнуты известные успехи. В сборник включены работы, отображающие современное состояние теории ионного обмена и ионообменной хроматографии, а также работы, посвященные изучению закономерностей при обмене ионов на ионитах отечественного производства (Е. А. Матерова, В. И. Парамонова, В. А. Клячко, К. В. Чмутов, Т. Б. Гапоп, А. Т. Давыдов, Б. В. Рачинский и др.). [c.3]

Представлено теоретическое описание динамического поведения многокомпонентных ионообменных систем с учетом химических реакций комплексообразования компонентов в растворе оно основано на компьютерном решении динамических уравнений материального баланса - уравнений в частных производных и уравнений кинетического внутридиффузионного процесса. Описаны многокомпонентные ионообменные равновесия на основе современного теоретического подхода - теории образования поверхностных комплексов. В этой теории предположено, что фиксированные группы ионита и противоионы образуют комплексы, расположенные на различных слоях (слои Штерна) и соответственно на разных расстояниях вблизи поверхности слои образуют цепь последовательно соединенных конденсаторов. Отмечено, что принципиальным преимуществом такого подхода является то, что многокомпонентные равновесия могут быть предсказаны с использованием набора параметров, полученных для бинарных обменов. Проведен учет химических реакций комплексообразования, проходящих в растворе межзернового пространства ионнобменных колонок. Рассмотрен целый ряд вариантов трехкомпонентного обмена Н/А/В различных тяжелых металлов (А, В = Са, Сё, Си, N1). Проведено сопоставление результатов компьютерных численных расчетов многокомпонентных хроматограмм ионов Н/А/В с учетом и без учета химических реакций, полученных для различных систем обмена ионов тяжелых металлов. [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология