Общие закономерности ионного обмена

Природная глина является продуктом коагуляции, проходящей в геологическом масштабе. В глинистых суспензиях коагуляция в различных ее формах также является доминирующим состоянием. Соответственно все процессы приготовления, обработки и применения буровых растворов направлены по пути ослабления коагуляции (пептизация и разбавление), ее сдерживания или предотвращения (стабилизация, коллоидная защита), регулирования (ингибирование) или усиления (электролитная, температурная агрессия, концентрационное загущение). Эти изменения смещают равновесие в сторону усиления или ослабления связей между глинистыми агрегатами, влияют на их лиофильность и дисперсность. В результате устанавливаются промежуточные равновесные состояния, которые и определяют технологические показатели буровых растворов. Таким образом, все протекающие в них изменения являются различными формами единого коагуляционного процесса, управляемого общими. закономерностями системы глина — вода, в которой этот процесс реализуется, и его физико-химическим механизмом. Проявлением этого механизма является модифицирование твердой фазы путем поверхностных реакций замещения и присоединения, включающих в себя гидратацию, ионный обмен и необменные реакции. Такого рода модифицирование, осуществляемое обработкой химическими реагентами, определяет уровень лиофильности системы, сдвигая его в должном направлении. При этом получают развитие факторы, влияющие на дисперсность, — набухание, пептизация или, наоборот, структурообразование и агрегирование. [c.58]

При обмене с участием органических ионов в большинстве случаев и на большинстве ионитов процессом, определяющим суммарную скорость поглощения, является внутренняя диффузия. Поглощение ионов из растворов ионитами можно осуществлять при перемешивании последних с раствором (статический метод) или при пропускании раствора с определенной скоростью через слой ионита (динамический метод). Ионный обмен в динамических условиях подчиняется общим закономерностям динамики сорбции. Условия ионного обмена выделяемых ионов обычно выбирают такими, чтобы процесс динамической сорбции проходил с образованием стационарного фронта сорбции, т.е. тогда, когда справедливо уравнение динамики сорбции Шилова [c.197]

Для математического описания явления ионного обмена как многостадийного гетерогенного процесса необходимо иметь данные о закономерностях массопереноса при обтекании частиц ионита сплошной жидкой фазой с учётом конкретной гидродинамической обстановки. В работах по анализу массопереноса при ионном обмене довольно часто используют различные модельные представления общей теории массообмена. [c.86]

Исследование свойств как сетчатых, так и растворимых полиэлектролитов и ионитов вообще проводится как по линии изучения степени ионизации ионогенных групп, так и в отношении эффекта сольватации, анализа роли полимерной матрицы в ионном обмене и, наконец, в направлении количественного анализа общих закономерностей равновесия, кинетики и динамики ионного обмена. Область применения ионитов и процесса ионного обмена непрерывно расширяется. Велико значение ионного обмена в разделении и выделении минеральных ионов в гидрометаллургии, в атомной промышленности и в водоподготовке. [c.3]

Традиционная для монографии по ионному обмену вводная характеристика ионообменных материалов, общих закономерностей ионного обмена и элементарных принципов ионообменной технологии приводится в очень сжатой форме, поскольку за последние годы в СССР выпущен ряд основательных работ по этим вопросам. С другой стороны, не представлялось возможным исключить эти главы, так как книга адресована в большой мере специалистам техниче- [c.8]

Ниже мы постараемся выяснить причины и некоторые общие закономерности возникновения двойного электрического слоя на поверхности раздела соприкасающихся тел. При этом вначале мы будем считать, что рассматриваемые тела обмениваются между собой только электронами, а обмен ионами, либо нейтральными атомами практически не происходит. Такой случай соответствует контакту металлов или полупроводников. Будем считать, что в начальный момент времени оба тела являются нейтральными и имеют различные значения электрохимических потенциалов электронов [c.154]

При катионном обмене в суспензиях глинистых минералов обращает на себя внимание характер изменения величины удельной энергии связи и его зависимость от кристаллической структуры минерала. В суспензиях каолинита — минерала с весьма совершенной кристаллической структурой — по мере увеличения валентности катиона уменьшается толщина гидратных оболочек и увеличивается удельная прочность системы в соответствии с общей закономерностью изменения радиусов ионов К" " > Са > Ка" >> > Mg + > А1 +. [c.24]

В статье рассмотрено развитие представлений об обмене ионов на стекле и отмечено практическое значение ионообменных процессов в стеклах. Приведены результаты, показывающие прямую связь ионного обмена со строением стекла. На основании исследования обмена ионов в системе отекло—расплавленная соль установлены некоторые общие закономерности об.мена ионов на стекле, в частности зависимость этого обмена от природы обменивающихся ионов. Показана роль ионного обмена в процессе взаимодействия стекол с водными растворами. Библ. — 41 назв., рис. — 9, табл. 5. [c.315]

Многочисленные исследования влияния растворителя на кинетику реакции показывают, что важной стадией (часто наиболее важной) в растворах с участием ионов металлов является обмен растворителя, координированного с металлом, на растворитель в объеме. Многие работы посвящены изучению реакций обмена растворителей при ионах металла [23, 31, 32], и многие исследователи пытались определить общие закономерности этого процесса. [c.200]

Существование термодинамически неравновесных состояний в обменных системах ионит — раствор электролита — общая закономерность, наблюдающаяся при сорбции органических ионов на ионитах. Условия возникновения подобных состояний были исследованы при ионном обмене катионов различных органических оснований на карбоксильных ионитах [1]. [c.141]

Изучение физико-химических закономерностей ионного обмена на цеолитах позволяет решить и уточнить целый ряд общих вопросов ионного обмена и структурных изменений в решетке цеолита при обмене ионов. [c.95]

В общих чертах катионный обмен на цеолитах подчиняется общим закономерностям ионного обмена. Особенностью обмена катионов на цеолитах является часто проявляющаяся селективность по отношению к отдельным катионам. В большинстве случаев это является результатом так называемого ионоситового эффекта, обусловленного недоступностью внутрикристаллических пустот в цеолитах для катионов больших размеров из-за малых размеров ведущих в них окон . В других случаях селективность не связана с этим. [c.110]

Поскольку система, в которой происходит обмен ионов, состоит по крайней мере из двух фаз, разделенных межфазной поверхностью, кинетика обмена должна подчиняться общим закономерностям кинетики гетерогенных процессов. Собственно обмен [c.218]

Эти основные закономерности, общие для обоих классов ионитов, устанавливались исторически в работах почвоведов уже в начале XX в., понимавших огромную роль ионного обмена в агрохимии. Так, Гедройц в своих фундаментальных работах установил, что на почвах и грунтах происходит обмен катионов в строго эквивалентных количествах. Он установил также, что катионы различаются по своей адсорбционной способности — способности вытеснять (в эквивалентном количестве) противоионы из поверхностного слоя на границе частиц почвы с почвенным раствором. На основании многочисленных экспериментов, он расположил катионы по адсорбционной способности в следующий ряд [c.186]

РАДИОХИМИЯ, изучает химию радиоакт. в-в, законы их физ.-хим. поведения, химию ядерных превращений и сопутствующие им физ.-хим. процессы. Общая Р. исследует физ.-хим. закономерности поведения радионуклидов (радиоакт. изотопов) и радиоакт. элементов, их состояние в ультрамалых концентрациях в р-рах, газах и твердых в-вах распределение нуклидов между в-вами и фазами при соосаждения, адсорбции, ионном и изотопном обменах [c.491]

Следует отметить, что закономерности (9.1) и (9.2) соблюдаются только в тех случаях, когда в зависимости от общего содержания диссоциированных функциональных групп степень их гидратации изменяется несущественно. Если же наряду с изменением обменной емкости происходит сшивка, деструкция матрицы или ее разбухание, то должны проявиться факторы, влияющие на подвижность ионов в фазе ионообменника, и тогда возможно отклонение экспериментальных данных от данных, полученных при решении уравнений (9.1) и (9.2). [c.211]

Обмен катионов. Мрюгочисленными исследованиями установлены определенные закономерности ионного обмена. Обстоятельные исследования по вопросам ионного обмена изложены в работах К. К. Гед-ройца, Г. Вигнера, Маршалла, Н. И. Горбунова, Е. Н. Гапона, Б. П. Никольского, И. Н. Антипова-Каратаева, Р. Е. Грима, Ф. Д. Овчаренко и др. Здесь приведены лишь общие законы обмена катионов [c.117]

У монтмориллонита — минерала с весьма несовершенной структурой — при катионном обмене основное влияние на удельную энергию связи суспензий оказывает большая способность к диспергированию частиц в водной среде. Наибольшую прочность имеют Ыа- и затем К-монтмориллониты только у двух- и трехвалентных монокатионных форм монтмориллонита вступает в силу общая закономерность, определяемая величинами радиусов ионов. Пептизация частичек монтмориллонита и связанное с ней общее увеличение числа контактов несколько повышает долю развития быстрых эластических деформаций и переводит одновалентные монокатион-ные суспензии в третий структурный тип. [c.24]

Палыгорскит — магниевый алюмосиликат — образует самую прочную суспензию при замещении обменного комплекса на катион магния, наиболее совершенно заполняющий вакансии разорванных связей в местах нарушений кристаллической структуры, особенно в участках разрушения цеолитоподобных каналов. Удельная энергия связи остальных монокатионных суспензий следует общей закономерности величин радиусов ионов. Наиболее прочная суспензия палыгорскита относится к третьему структурно-механическому типу. [c.24]

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]

На основании рассмотренных выше данных можно прийти к заключению, что обмен ионов в зависимости от степени разбавления исходных растворов как на монофункциональных сильнокислотных катионитах, так и на сильноосновных анионитах, независимо от концентрации дивинилбензола, подчиняется общей закономерности, т, е, степень поглощения равнозарядных ионов не меняется в зависимости от разбавления, а поглощение ионов с большим числом зарядов с разбавлением растворов или с уменьшением содержания ДВБ в ионите увеличивается. Характер поглощения равно- и разнозарядных ионов остается одним и тем же при изменении концентрации ДВБ от 2 до 16% и при постоянной концентрации ионов в растворе. При этом роль числа поперечных связей [c.30]

Общие закономерности, влияющие на степень отработки фильтрующего слоя, можно установить, взяв простейшие условия — обмен равнозарядных ионов, имеющих одинаковую силу сродства к сорбенту. Изучение работы колонки при этих условиях представляет не только теоретический интерес. На практике им отвечает обмен изотопов и, с достаточным приближением обмен ионов, близких по своим химическим свойствам, константа обмена которых мало отличается от единицы. Примером служит обмен ионов водорода и натрия при обессоливании воды. [c.197]

Основные достоинства модели Грегора — простота и ясность исходных предпосылок. Это, а также то обстоятельство, что она была первой полной моделью органических ионитов, обеспечило ей повсеместное признание. Проверка соответствия выводов, следующих из теории, экспериментальным результатам стала предметом многочисленных исследований. Оказалось, что хотя в простейших случаях, например, при обмене щелочных ионов на суль-фокатионитах, основные выводы из теории и эксперимента согласовались между собой, многие достаточно общие закономерности, [c.119]

Нашими работами [1, 2] доказано, что обмен ионов в зависимости от разбавления исходных растворов подчиняется общей закономерности как при применении монофункциональных сильнокислотных катионитов, так и сильноосновных анионитов, полученных на основе сополимера стирола и дивинилбензола (ДВБ) независимо от концентрации ДВБ. Таким образом, степень поглощения равновалептных ионов от разбавления не меняется, а поглощение ионов большей валентности с разбап-лением растворов или с уменьшением содержания ДВБ в ионите увеличивается. Характер поглощения равновалентных и разно-ва.лентных ионов не изменяется при изменении концентрации ДВБ от 2 до 16 % при постоянной концентрации ионов в растворе. Было найдено, что [c.107]

Сопоставляя скорость обмена С2О4 " в комплексных оксалатах, Лонг [804] пришел к выводу, что обмен идет легко в соединениях, где адденд связан с центральным ионом типично ионными или слабо ковалентными связями, тогда как он сильно затруднен, если эти связи типично ковалентны. Степень ковалентности связей можно находить из дан1Ш1Х по магнитной проницаемости [803]. Однако этот признак также далеко не всегда характеризует способность к обмену и, как общая закономерность, несостоятелен. Также не дает ор1 представления о способности центрального иона к обмену [812, 814]. Более обоснована, хотя также не свободна от исключений, зависимость способности к обмену от строения электронной оболочки центрального иона. Таубе [819] различает ионы с инертными и открытыми оболочками, причем в большинстве случаев обмен легко идет в последних, но [c.331]

Сначала при изучении адсорбционных и каталитических свойств цеолитов основное внимание обращалось на геометрическую сторону. В частности, довольно подробно исследовалось значение соотношения диаметра пор к размерам и форме молекул. Эти соотношения имеют большое значение для адсорбции и могут играть определенную роль и в катализе. Однако каталитические особенности цеолитов, в первую очередь, определяются не этим, а особенностями их химического и электронного строения. Именно это, а не микропористость, как таковая, делает цеолиты отличными катализаторами для реакций кислотно-основного типа. Катализ вызывается кислотными центрами поверхности цеолитов, среди которых имеются как протонные бренсте-довские, так и апротонные — льюисовские структуры. Хемосорбируясь на этих центрах, органические молекулы образуют различные органические ионы и радикалы. Их образование на окиси алюминия и алюмосиликатах для молекул, окрашенных в видимой и в близкой ультрафиолетовой части спектра, наблюдал Теренин [81. Такие спектры дают некоторое представление о типе активных промежуточных форм, образующихся при катализе, особенно если параллельно с оптическими спектрами исследуются спектры ЭПР и изотопный обмен. Аналогичные исследования хемосорбции и катализа на цеолитах применительно к различным соединениям алифатического ряда и к предельным и непредельным цикланам получили широкое развитие в работах ученых различных стран [9, 10]. Эти работы привели к установлению нескольких общих закономерностей, из которых отметим следующие. [c.15]

Томпсон, известный как исследователь в области сельскохозяйственных наук, обратился к Спенсе с просьбой поставить ряд опытов с аммонийными солями, которые могли бы дать ответ на вопрос о возможности вымывания дождем поглощенного почвой аммиака. Для решения поставленной задачи Спенсе пробы суглинистых почв, к которым он предварительно добавил сульфат или карбонат аммония, поместил в стеклянную колонку и промывал содержимое колонки водой, соответствующей по объему дождевым осадкам высотой 37 мм. При этом им было обнаружено, что в фильтрате вместо сульфата аммония появился сульфат кальция. Результаты этих наблюдений Спенсе, о которых и сообщил То.мпсон в статье Об адсорбционной способности почвы , были дополнены данными фундаментальных исследований профессора химии Королевского сельскохозяйственного колледжа Уэя, изложенными в двух итоговых работах под общим заглавием О способности почв к поглощению удобрений . Уэй показал, что в процессе, названном им основным обменом , участвует не только ион аммония. Он установил даже известную закономерность поглощения, выражаемую рядом [c.13]

С позиций термодинамики рассмотрены некоторые общие количественные закономерности анионообменных экстракционных реакций. Исследован анионный обмен устойчивых однозарядных ионов в экстракционной системе с тетраоктиламмонием. В порядке увеличения констант обмена с гидроксил-ионом исследованные анионы располагаются в последовательности он-<р <сНзСоо-<сг<вг-<с,Нг,соо-<ыо-[c.285]

Хотя это заключение не может быть доказано на основании имеющихся данных, его правомерность в какой-то степени подтверждается величинами констант нестойкости комплексов Mg , Са , и Ва с этилендиамин-тетроуксусной кислотой, которая может явиться некоторым аналогом карбоксильного ионита. Отрицательные логарифмы констант нестойкости соответственно равны Mg — 8,69 Са — 10,59 — 8,63 Ва — 7,76 [8]. Из сопоставления порядка изменения этих величин с порядком изменения избирательности видно, что наибольшая избирательность Са соответствует его наиболее прочному комплексу. Соответствующее место в ряду избирательности занимает и Mg . Безусловно, нельзя рассчитывать на полное совпадение рядов порядка сорбируемости катионов, поскольку не менее важную роль в общем процессе поглощения ионов играют и факторы, обусловливающие избирательность обмена в чистом виде. Однако нам кажется, что в качестве рабочей гипотезы можно принять, что процесс поглощения ионов щелочноземельных металлов в рассмотренных случаях не носит классического характера, и причиной нарушения четких закономерностей является наложение на обменный процесс процесса комплексообразования. [c.224]

Теория кинетики обмена для лимитирующей фазы раствора разработана в рамках пленочной гипотезы. Необходимо поэтому помнить о качественном характере получаемых закономерностей (см. 5). Как и в случае гелевой кинетики, здесь следует различать обмен ионов с различной подвижностью и изотопный обмен (или обмен ионов с одинаковыми коэффициентами диффузии). Первый случай более интересен, так как коэффициент диффузии больших органических ионов может значительно отличаться (в меньшую сторону) от коэффициентов диффузии ионов минеральных солей. Особенно большое отличие должно наблюдаться при обмене органических катионов с ионом водорода и органических анионов с ионом гидроксила, так как Н и ОН" обладают аномально высокими подвижностями в водных растворах. Так же как и при диффузии в ионите, тот факт, что диффундирующие частицы переносят заряд, приводит к необходимости использовать вместо 1-го закона Фика уравнение потока в виде (3. 21) или (3. 22). Этот подход впервые разработан в работе Шлёгля и Гельфериха [ ], а позднее при более общем рассмотрении Н. В. Бычковым с соавт. [ ]. Поскольку пленочная кинетика имеет место в разбавленных растворах электролита, можно без большой ошибки пренебречь зависимостью коэффициентов активности от концентрации. Тогда диффузионные потоки обменивающихся ионов, связанные условием (3. 19), запишутся в виде [c.246]