Процессы, сопровождающие ионный обмен

В целом адсорбция ионов на поверхности окислов достаточно сложна, так как она сопровождается целым рядом возможных процессов. Рассмотрим сначала ионный обмен. Обмен катионов можно осуществить двумя методами. Если поверхность окисла покрыта только протонами, т, е. не содержит адсорбированных ионов другого металла, адсорбцию проводят при достаточно высоком pH раствора, в котором находится адсорбируемый катион, так что поверхность обменивает ионы водорода на ионы металла. Эту весьма важную для адсорбции катионов реакцию в общем виде можно записать следующим образом [c.43]

Прежде всего, отметим отличия от молекулярной адсорбции. Так, уже при первичной адсорбции электролита, где из раствора в поверхностный слой формально переходят молекулы в целом, в действительности заряженные ее части — ионы — располагаются неодинаково, образуя внутреннюю и внешнюю обкладки. Вторичный процесс — ионный обмен — отличается тем, что из раствора в ДЭС уходят лишь ионы одного знака и этот процесс всегда сопровождается десорбцией эквивалентного количества других ионоа в раствор . [c.172]

Хлориды титана и ниобия разделяют ионным обменом [34, стр. 98]. Смесь хлоридов ниобия и титана растворяют в концентрированной НС1 концентрация ниобия не должна быть более 30 г/л. Раствор пропускают через колонну, наполненную анионообменной смолой. Здесь адсорбируются оба металла. Колонну промывают 6—8 н. НС1. Раствор, вытекающий из колонны, содержит почти весь адсорбированный смолой Ti и около 10% адсорбированного Nb. Для полного удаления Ti колонну промывают 2—3 н. НС1. Извлечение остатков Ti сопровождается вымыванием 30% Nb. Около 60% остающегося на смоле Nb извлекают разбавленной НС1, содержащей 3—5 г/л NaF. Пятиокись ниобия, осажденная из последней фракции, содержит менее 0,1 % Ti при соотношении Nb Ti в исходном растворе 1 1. Промежуточную фракцию, содержащую 30% Nb с примесью Ti, возвращают в процесс. Выход ниобия - 90%. [c.78]

Ионный обмен имеет некоторое сходство с адсорбцией в обоих случаях твердое тело поглощает растворенное вещество. Принципиальное различие между ними состоит в том, что ионит взамен поглощенных ионов отдает в раствор эквивалентное количество противоионов с таким же знаком заряда, а адсорбент только поглощает растворенное вещество, не отдавая в раствор другого. Несмотря на четкое различие, на практике нередко трудно провести границу между названными процессами, поскольку ионный обмен почти всегда сопровождается адсорбцией.. [c.428]

Как и при комплексообразовании в растворе, термодинамика процесса комплексообразования с. участием комплекситов может быть оценена по влиянию температуры на константу равновесия реакции комплексообразования и прямыми калориметрическими измерениями. Определить термодинамические функции прямыми калориметрическими измерениями весьма сложно. Это связано с тем, что процесс комплексообразования сопровождается ионным обменом, гидролизом ионизированных [c.141]

Вторичный процесс — ионный обмен — отличается тем, что из раствора в ДЭС уходит лишь один из ионов и этот процесс всегда сопровождается десорбцией эквивалентного количества других ионов в раствор . [c.184]

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]

Геохимическая миграция растворов и газов обычно сопровождается взаимодействием веществ с породами. Основными процессами взаимодействия, как отметено в гл. I, являются адсорбция, ионный обмен и химические реакции. Законы геохимической миграции определяются этими дроцессами. [c.55]

Типичные процессы, в которых ионный обмен сопровождается химической реакцией [c.312]

На основании полученных данных был сделан вывод о том, что сорбция Сз стеклом Л-36 не ограничивается ионным обменом на его поверхности, но сопровождается процессом диффузии катионов Сз" в поверхностный слой стекла и фиксацией их в ультрапорах последнего. Подобное явление наблюдалось при исследовании сорбции Сз глинными минералами [c.234]

В табл. V. 1 приведены величины АС°, АЯ° и ГА5° процесса обмена иона лития на ионы других щелочных металлов и водорода на ионите дауэкс-50 с различной степенью сшивки. Все термодинамические функции отрицательны, следовательно, обмен лития на любой из ионов сопровождается выделением тепла, уменьшением-энтропии и свободной энергии Гиббса системы ионит-раствор. [c.153]

Тепловом движений цепи и могут — в той степени, в какой это позволяет гибкость цепей, — изменять ориентацию и взаимное расположение. Попытка учесть это обстоятельство в качестве возможной причины, определяющей изменение коэффициента равновесия с изменением относительного содержания обменивающихся ионов, сделана в работе [20, с. 49]. В последней предполагается, что, начиная с некоторого содержания двухзарядных ионов, введение следующих вызывает сближение фиксированных ионов, принадлежащих соседним цепям это облегчает поглощение следующей порции двухзарядных ионов, которые в свою очередь стягивают фиксированные ионы, расположенные на соседних участках цепей. Это позволило объяснить увеличение селективности к двухзарядным ионам, по мере увеличения их содержания, наблюдавшееся на сульфокатионитах с малым числом поперечных связей. Но в работе [20, с. 49] не дано объяснения следующим экспериментальным фактам. Коэффициент равновесия увеличивается не только для многозарядных ионов (обмен Mg — Н, Ва — Н), но и для некоторых однозарядных например, при обменах Т1 — Н, Ад —Н. Кроме того, процесс стягивания полимерных цепей должен сопровождаться уменьшением энтропии, а согласно экспериментальным данным увеличение коэффициента равновесия сопровождалось ее увеличением. [c.128]

Скорости диффузии иона из раствора в набухший ионит и обратно равны, если ионный обмен не сопровождается другими вторичными процессами. [c.285]

Из приведенной ниже схемы процесса сорбции видно, что ионный обмен сопровождается образованием продукта реакции. [c.75]

В предыдущем разделе рассматривалась электростатическая сила притяжения между диссоциированными ионами и функциональными группами ионита. В процессе ионного обмена происходит перераспределение ионов оно не вызывает образования ковалентных связей, и потому не сопровождается заметным выделением тепла. Однако большинство сорбционных процессов на ионитах сопровождается образованием дополнительных сил связывания. В процессе обмена органическими ионами на органических ионитах возникают дисперсионные взаимодействия между неионизованными остатками, т. е. ионный обмен сопровождается физической адсорбцией. Для слабокислотных и слабоосновных ионитов может наблюдаться вполне отчетливая зависимость селективности от pH, обусловленная образованием ионных пар обмениваемых групп с ионами Н+ или 0Н . [c.239]

Как было нами показано ранее [15], ионный обмен может идти либо по молекулярно-ионному механизму, причем реакция бимолекулярна и сопровождается инверсией конфигурации, либо но ионизационному механизму, причем скорость реакции определяется ее мономолекулярной стадией, а именно процессом диссоциации галоидалкила на ионы. [c.724]

С помощью тяжелых изотопов водорода — дейтерия и трития Р ] — удалось установить, что процесс алкилирования сопровождается интенсивным обменом атомов водорода между углеводородами и катализирующей реакцию серной кислотой, с то согласуется с механизмами реакции алкилирования, предполагающими ионизацию углеводорода с образованием соответствующих отрицательных карбониевых ионов, [c.173]

Наряду с процессом комплексообразования, анионный обмен часто сопровождается образованием труднорастворимых осадков. Здесь первостепенное влияние оказывает солевая форма анионита и природа катиона. Так, при контакте анионитов в ОН -форме с катионами, образующими малорастворимые осадки гидроокисей или основных солей, происходит образование соответствующих осадков. Причем, в отличие от процесса комплексообразования, образование осадков в основном происходит на поверхности зерна и в растворе, что подтверждается полученными нами микрофотографиями. Причиной этого является тот факт, что образование осадков на анионитах представляет вторичный процесс первоначально происходит процесс ионного обмена, а затем уже образование осадка. Так, при контакте анионита в ОН"-форме с раствором хлорида меди происходят последовательно процессы [c.112]

Процесс комплексообразования в фазе анионитов может сопровождаться ионным обменом или проходить в его отсутствии. На депротонированной форме анионитов в нейтральных и щелочных средах ионный обмен практически исключен. В этих условиях сорбция анионов обусловливается только комплексообразованием (анионы образуют внешнюю координационную сферу), и поэтому коэффициенты диффузии катионов переходных ме- [c.96]

На частично или полностью протонированной форме анионитов процесс комплексообразования сопровождается ионным обменом при условии, что анионы раствора и противоионы анионита разной природы. Из-за положительного заряда полимерной сетки коэффициент диффузии анионов на один-два порядка выше, чем катионов. Вследствие несоизмеримости скоростей сорбции анионов и катионов протонированной или частично протонированной формой анионитов анионный обмен практически не оказывает влияния на кинетику процесса комплексообразования в фазе полимера [130]. [c.97]

В связи с широкими возможностями применения редокситов в различного рода окислительво-восстановитель-ных реакциях аряду с исследованиями скорости процессов в системе редоксит — кислород не менее важным является изучение кинетики аналогичных систем с участием ионных растворимых окислителей. Есть основания [173] полагать, что теоретические закономерности внутридиффузионной кинетики поглощения молекулярного окислителя редокситами будут пригодны для описания скорости восстановления любых ионных окислителей. В особенности большой интерес представляет вопрос о том, в какой мере данное положение выполняется в применении к ионам-окислителям в связи с тем, что протекание редокс-превращения сопровождается ионным обменом и изменением заряда участвующих в реакции и образующихся в качестве продуктов ионов. [c.111]

Введение в коллоидные растворы индифферентных солей сопровождается двумя явлениями 1) ионным обменом между противоионами ДЭС и ионами добавленного электролита 2) сжатием диффузной атмосферы вокруг поверхности частиц. В качестве примера рассмотрим процессы, происходящие при добавлении раствора NaNOa к золю Agi с отрицательно заряженными частицами. В таком золе противоионами могут служить, например, катионы К . Между введенными ионами Na+ и противоионами ДЭС — катионами К" — происходит ионный обмен. Взаимодействие ионов и Na+ с ионами 1 , являющимися потенциалобразующими, примерно одинаково, поэтому их взаимный обмен подчиняется в основном закону действующих масс. Диффузный слой содержит смесь тех и других ионов. Однако здесь проявляется и другая сторона действия электролита. Добавка электролита приводит к повышению ионной силы раствора. Согласно теории Дебая—Хюккеля, с повышением ионной силы раствора уменьщается толщина ионной атмосферы и происходит сжатие диффузной части ДЭС. При этом некоторое число противоионов переходит из диффузного слоя в адсорбционный. Следствием такого распределения противоионов является снижение величины -потенциала (рис. 25.3, /), в то время как величина и знак ф-потенциала поверхности частиц остаются практически постоянными. Влияние электролитов усиливается, если в их составе имеются многозарядные ионы ( u" +, Са" +, АГ +, Th + ). Многозарядные катионы более активно взаимодействуют с отрицательными зарядами (в данном случае с ионами 1 ). Вследствие этого такие ионы вытесняют ионы К" " из Диффузного и адсорбционного слоев в раствор, становясь на их место. При этом падение -потенциала происходит быстрее, чем при действии однозарядных ионов (рис. 25.3,2). При добавлении электролитов с ионами, имеющими заряд 3, 4 и более, может происходить не только снижение -потенциала до нулевого значения, но и перемена знака заряда (рис. 25.3, [c.401]

При контакте ионита с водными растворами электролитов происходит его электролитическая диссоциация, обеспечивающая возможность ионного обмена. Иойный,обмен представляет собой стехиометрическое замещение в обмен на каждый эквивалент одного иона, поглощенного из раствора, ионит отдает в раствор один эквивалент другого иона с зарядом того же знака. Прн адсорбции, в отличие от обменного процесса, адсорбент поглощает растворенное вещество (электролит или неэлектролит), не отдавая в раствор никакого другого вещества. Хотя это различие и кажется достаточно отчетливым, на практике часто трудно провести границу между названными процессами, так как ионный обмен почти всегда сопровождается адсорбцией, а большая часть обычных адсорбентов, например активный уголь, силикагель, оксид алюминия и др., могут действовать как иониты. [c.73]

Почти не вызывает никаких сомнений, что понизители вязкости адсррбируются на ребрах кристаллов. Концентрация пеп-тизатора сравнима с концентрацией анионов, участвующих в ионном обмене. В процессе пептизации не наблюдается увеличения с-расстояния (адсорбция на базальных поверхностях сопровождается увеличением с-расстояния). В основе этого процесса вероятнее всего лежит механизм хемосорбции, поскольку обо всех щироко используемых понизителях вязкости известно, что они образуют нерастворимые соли или комплексы с такими 156 [c.156]

При ионном обмене противоионы стехиометрически обмениваются на ионы электролита того же знака. Однако обменный процесс может сопровождаться побочными р-циями и адсорбцией молекул электролита (без расщепления на ионы). [c.256]

В водных растворах, особенно на свету и при нагревании, комплексные хлориды платины (II) и (IV) медленно гидролизуются с образованием растворимых акво- или гидроксо-со-единений. Эти процессы сопровождаются уменьшением pH раствора. В случае нейтрализации растворов комплексных хлоридов платины (II) щелочью происходит постепенное замещение ионов. хлора на гидроксил. Образование нерастворимых продуктов гидролиза наблюдается в пределах pH 5—7 при комнатной температуре и pH 3 при кипячении [2]. Ион [Pt l6] -более устойчив к гидролизу. Если pH<7, то взаимодействие его с водой не приводит к образованию нерастворимых продуктов гидролиза, однако частичный обмен внутрисферного хлора на гидроксил наблюдается даже при pH 2. В сильнощелочных растворах ионы хлора постепенно замещаются на гидроксил-ионы с образованием растворимых хлорогидроксосоединений. Известны все члены переходного ряда (Р1С1бр-— [Р1(0Н)бР . [c.22]

Под геохимическими ореолами понимают зоны повышенных концентраций элементов в горвых породах, растениях, подземных атмосферах и водах вблизи месторождений, с которыми эти зоны генетически связаны. Образование геохимических ореолов разных типов происходит в основном путем фильтрации рудообразующих растворов и газов, диффузии растворенных веществ и путем физического выветривания и механического перемещения вещества залежи 11—21, что сопровождается взаимодействием мигрирующих веществ с горными породами. Основными процессами взаимодействия растворов и газов с вмещающими породами являются адсорбция, ионный обмен и химические реакции. [c.156]

Связь между потоками противоионов в сочетании с действием электрического поля усложняет уравнение из-за введения перекрестных коэффициентов из термодинамики необратимых процеЬсов [59]. Еще более серьезное затруднение заключается в том, что коионы в ионите нарушают, по крайней мере в некоторой степени выполнение условий, определяемых уравнениями (5) и (6). Таким образом, упрощенное решение с помощью только одного простого дифференциального уравнения оказывается недопустимым. Кроме того, ионный обмен может сопровождаться сорбцией или десорбцией растворителя, не оказывающих прямого действия на поток протиПоионов, по косвенно влияющих на скорости, так как эти процессы вызывают изменения размеров зерен ионита и подвижности ионов. При создании количественной теории ионообменной кинетики предстоит еще большая работа по выяснению влияния сорбции или десорбции растворителя, [c.296]

В основу всех существующих теорий залон ено предположение, что обменивающиеся ионы сохраняют свою индивидуальность, т. е. процесс ионного обмена заключается лишь в перераспределении противоионов. Это допущение разумно и оправдано для большинства простых широко исследованных систем, в которых происходит обмен одно- и двузарядных ионов на сильнокислотных катионитах. Однако это же допущение становится спорным, если противоионы подвержены гидролизу, или даже ошибочным, если ионный обмен сопровождается ионными реакциями, такими, как нейтрализация или комплексообразование. [c.311]

Ускорение процесса гидратации стекловидных шлаков в присутствии в воде затворения ионов Са + обусловливается разрушением оболочки из А1(0Н)з и Si (ОН) 4 на гидратированных зернах стекла в результате взаимодействия гидроокисей с кальцием до образования кристаллов низкоосновных гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Кристаллизация оболочки сопровождается образованием -В ней сети капилляров, по которым молекулы воды достигают негидратированной глубинной части частиц. До тех пор пока в водном растворе имеются свободные ионы Са +, образования новых сплошных оболочек на частицах не происходит, что обеспечивает медленное, но непрерывное протекание реакции гидратации. В результате создания условий для постоянного контакта структурных частиц воды (Н+, 0Н , НгО) возможен и ионный обмен катионов-модификаторов стекла (Na+, Mg + и др.) на Н+, сопровождающийся поступательной деформацией поверхностного слоя частиц на определенную глубину, что ускоряет процесс их последующего растворения. Вследствие повышенной растворимости стекла в воде важное значение имеют и реакции взаимодействия гидратированных ионов алюминия, кремния и кальция непосредственно в водном растворе, сопровождающиеся кристаллизацией соответствующих гидратов. Ускоряя гидратацию малоактивных минералов, ионы Са + могут, однако, затормаживать взаимодействие с водой реакционноспособных минералов 2S, СА, С5А3, 4AF, если они присутствуют в шлаке. [c.438]

С течением времени величина и заряд коллоидных частиц претерпевают изменения — наблюдается старение, связанное с процессами перезарядки, коагуляции и т. п. Наличие этих процессов создает известные трудности для определения физико-химического состояния изотопа в растворе и измерения его количества. К тому же поведение радиоактивного изотопа различно в условиях образования истинных коллоидов и псевдоколлоидов. С образованием коллоидных форм может быть связано аномальное поведение мик-рокомионента при кристаллизации, экстракции и ионном обмене. Процесс коллоидообразования следует учитывать также при определении растворимости малорастворимых соединений, особенно в случаях, когда растворение сопровождается гидролизом. [c.143]

Из результатов определения содержания общей и структурной воды в пористых стеклах [13, 6] следует, что не ионы гидроксония НдО" , а именно протоны замещают щелочные катионы в стекле. Из этих же результатов следует вывод о том, что химические и структурные мзмшелиа в щвлочносиликатных стеклах в процессе их выщелачивания не ограничиваются только ионным обменом, но сопровождаются синтезом воды [c.238]

Общим свойством химических процессов является их жесткое подчинение конкретным стехиометрическид уравнениям. Вследствие условия электронейтральности эта особенность химических процессов полностью распространяется и на собственно ионный обмен. (Заметим, однако, что этот процесс сопровождается несте-хиометрическими процессами переноса между фазами необменно поглощенных электролитов и неэлектролитов, в том числе и растворителя.) [c.73]

Сущность ионного обмена заключается в использовании способности некоторых специальных материалов (ионитов) изменять в желаемом направлении ионный состав примесей воды. Процесс ионного обмена существенно отличается от процесса адсорбции тем, что если при адсорбции происходит лишь накопление вещества, сорбируемого из раствора на поверхности какого-либо материала, то при ионном обмене сорбция из раствора ионов одного вида обязательно сопровождается переходом ранее сорбированных ионов другого вида в раствор. Таким образом, при ионном обмене ионы одного вида заменяются ионами другого. [c.78]

В некоторых случаях можно разработать методы определения одного металла в присутствии других, используя различия в скоростях образования и диссоциации комплексов, т. е. используя кинетические, а не термодинамические свойства. Это может потребовать, чтобы аналитический метод или только отдельный процесс, например процесс разделения осаждением, экстракцией органическими растворителями или ионным обменом, был бы достаточно быстрым по сравнению с образованием координационных связей. Наиболее вероятно, что такой прием будет полезным в том случае, когда лиганды обладают сильными полями (как, например, цианид-ион и хелатообразующие амины) при условии, что комплексообразование осуществляется с переходом от высоко- к низкоспиновому состоянию, с другой стороны, вследствие большой степени ориентации вокруг иона металла полидентатных лигандов типа EDTA их использование часто сопровождается малыми скоростями реакций. (Например, диссоциация комплекса Ni—EDTA.) Если связь обладает заметным ковалентным характером, то ее образование и разрыв часто также являются медленными процессами. [c.380]

Изучение механизма аномеризации пиранозидов в СО О показало, что этот процесс сопровождается полным (>98%) обменом метоксильной группы с растворителем. Эти и другие данные привели к заключению, что в отличие от аномеризации фуранозидов существует практически лишь один механизм аномеризации пиранозидов, осуществляющийся через образование циклического карбоксониевого иона [c.128]

В таком случае при поглощении разл ичных ионов ионитами, общая обменная емкость которых остается постоянной, а процесс обмена ионов не сопровождается другими вторичными процессами, ионная сила по-глои1,енных ионов в объеме ионита должна быть постоянной, независимо от концентрации внешнего раствора электролита. Следовательно, не должен изменяться и коэффициент активгюсти поглощенных ионов в ионите. Отсюда следует, что отношение коэффициентов актив1юсти поглощенных ионов в ионите в степенях, обратных их валентностям, является постоянной величиной [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология