Ионный обмен и изоморфизм

ИОННЫЙ ОБМЕН И ИЗОМОРФИЗМ [c.101]

При этом следует подчеркнуть принципиальную разницу между изоморфизмом и ионным обменом. Наличие изоморфизма атомов в кристаллической структуре минерала — необходимое, но недостаточное условие для проявления ионообменных свойств. Действительно, целый ряд изоморфных замещений не может быть реализован путем ионного обмена на основе уже готовой кристаллической структуры минерала и осуществляется только в результате синтеза или рекристаллизации, тогда как ионнообменные замещения приводят, как правило, к образованию соединения, изоморфного с исходным минералом. Кроме того, характер изоморфных замещений при заданных физико-химических условиях определяется кристаллической структурой минералов, а ионный обмен есть свойство, возникающее только в гетерогенных системах типа кристаллическая фаза — жидкость. [c.102]

Из изложенных представлений о соотношениях между ионным обменом и изоморфизмом видно, что процесс ионообменного перераспределения будет наблюдаться только для обменных ионов, в то время как изоморфные ионы, не участвующие в ионообменных реакциях (кремний и алюминий), в каркасе цеолитов будут перераспределяться в соответствии с новыми внешними условиями за счет гораздо более медленных процессов разложения и рекристаллизации исходных цеолитов. Вероятно, в большинстве случаев и этот механизм обеспечивает установление локального равновесия в природных ассоциациях цеолитов. Однако в отдельных случаях приходится допускать, что после установления ионообменного равновесия сохраняются метастабильные соотношения изоморфных ионов, не обладающих ионообменной подвижностью [27]. [c.106]

Условия изоморфизма в поверхностном слое могут отличаться от изоморфизма объемного, в этом случае необходимо только двумерное подобие между гранями кристаллических решеток адсорбента и адсорбата. Обменная адсорбция изоморфных ионов может рассматриваться как распределение ионов между раствором и поверхностью кристалла. Можно написать следующее выражение для первичной адсорбции [c.245]

В геохимическом плане s может рассматриваться в качестве аналога калия. В природе единственный стабильный изотоп цезия (его кларк в земной коре равен 6,5 Ю" %) за счет изова-лентного изоморфизма входит в состав кристаллической решетки минералов калия - слюд и полевых шпатов. Радиоцезий может прочно связываться с твердой фазой почв, внедряясь в меж-пакетное пространство глинистых минералов. Фиксированные в них ионы цезия в существенно меньшей степени переходят в почвенный раствор. По данным Гориной (1976), в серых лесных, луговых почвах и в черноземе s распределяется между обменной (9-15%), необменной кислоторастворимой (4-6%) и фиксированной (81-85%) формами. В легких супесчаных почвах доля фиксированных форм снижается до 60 % и увеличивается содержание обменной (28 %) и кислоторастворимой (12 %) форм. Считается, что роль органического вещества в сорбции s невелика. [c.272]

I, 64). Законы кристаллохимии и изоморфизма здесь непосредственно связываются с реакциями обмена основаниями. Пейдж и Бейвер показали количественно смещения в равновесиях обмена основаниями для бейдел-литовой глины с различными катионами по сравнению с ионами водорода. Поэтому высушивание, увеличивающее фиксацию, как показано Иоффе и др., должно систематически уменьшать обмен основаниями при этом обнаружено, что смещение бывает наибольшим для аммония, калия и бария, охотнее всего замещающих друг друга в структурах слюды. Для лития,, натрия и кальция смещение наименьшее. Если вместо аммония применяется органический амин, например диэтиламин, то после высушивания практически какого-либо уменьшения обмена основаниями не происходит. Причина этого может заключаться в том, что большой органический катион, прочно адсорбированный на промежуточных слоях глинистого минерала, препятствует сокращению. [c.329]

Как было установлено Кройтом, а в применении к радиоактивным изотопам — Хлопиным, обмен ионами между раствором и поверхностью осадка наблюдается при наличии в растворе ионов, изотопных или изоморфных ионам на поверхности кристалла. Для этого достаточно двумерного изоморфизма. Сульфат кальция не дает смешанных кристаллов с ВаЗО , но ионы кальция адсорбируются во внутренней обкладке двойного слоя путем обмена с ионами бария вследствие двумерного подобия между гранями кристаллов Ва304 и Са504. [c.74]

Повидимому, изоморфизм смешанных кристаллов не всегда является необходимым условием для обменной адсорбции. Например, Колыгофф и Сэнделл [К41] показали, что ионы сульфата, иодата и гидроксил могут замещать ионы оксалата на поверхности моногидрата оксалата кальция и что ионы бария и марганца могут замещать ионы кальция. Кроме того, Кольтгофф и Розенблюм [К39] показали, что краска Понсо [c.110]

В приведенных выше определениях изоморфизма отражены два основных фактора ограничения пределов изоморфных замещений. Однако полученные результаты замещения большой группы катионов на высококремнистых цеолитах показывают, что для этих минералов характерно изоморфное замещение катионов, значительно различающихся как своими размерами [Ма Сз (РЬ, Ва , 5г , РЬ )], так и физико-химическими свойствами [Ма гСс (Си , ]. При этом при изовалентном изоморфизме имеет место полная смесимость обменных катионов в твердой фазе, а при гетерювалентном изоморфизме, происходящем с изменением числа атомов, смесимость наблюдается в широком диапазоне концентраций. Такой характер изоморфизма, характерный только для замещений, реализуемых по ионообменному механизму, обусловлен, вероятно, следующими причинами. Во-первых, связь обменных катионов с алюмокремнекислородным каркасом цеолита чисто ионная и к тому же в значительной мере ослабленная за счет трансляции заряда через водородные связи и делокализации заряда на атомах кислорода. При этом, как было показано выше, прочность связи зависит от размера и заряда катиона и местоположения его в структуре цеолита. Другая важная причина, обусловливающая особенности изоморфизма в цеолитах, — сложный состав этих минералов и большой размер их общей структурной единицы, т.е. элементарной ячейки. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология