Ионные равновесия и обменные реакции растворах

Если ионит привести в контакт с раствором электролита, то по истечении некоторого времени установится равновесие между концентрациями ионов в ионите и в растворе. Это равновесие называется ионообменным равновесием. Ионный обмен является строго стехиометрическим процессом, т. е. в силу электронейтральности фаз процесс протекает при эквивалентных соотношениях обменивающихся ионов. При обмене ионов с одинаковыми по величине зарядами общие концентрации ионов в ионите и в растворе остаются постоянными, если не учитывать некоторых изменений, связанных с набуханием ионита и молекулярной адсорбцией электролита. Ионообменную реакцию с участием ионов разных по величине зарядов можно представить следующим уравнением [c.205]

ИОННЫЕ РАВНОВЕСИЯ И ОБМЕННЫЕ РЕАКЦИИ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ [c.248]

Рассматривая явления адсорбции, нужно иметь в виду еще одно обстоятельство. При соприкосновении осадка с раствором, содержащим посторонние ионы того же знака, что и одноименные ионы, адсорбированные осадком, между ними происходит обмен. Чем меньше будет растворимость соединения, образуемого посторонними ионами с противоположными им по знаку ионами решетки, тем сильнее они будут адсорбироваться. Процесс обменной адсорбции можно объяснить следующим примером если осадок BaSOi взболтать с очень разбавленным раствором перхлората свинца, то вследствие динамического равновесия между осадком и раствором будет протекать обменная реакция [c.112]

Ионные равновесия и обменные реакции в растворах электролитов 248 [c.4]

Если Л о = 0 и равновесие обменной реакции наступает быстро, то доли, меченых ионов на поверхности электрода и в растворе будут равны [c.209]

Основным фактором, влияющим на смещение равновесия в растворах электролитов, является изменение концентрации ионов. Поэтому обменные реакции в растворах идут в сторону малорастворимых веществ или слабых электролитов. Это правило легко объяснимо, так как в результате протекания таких процессов один или несколько видов ионов выводятся из сферы взаимодействия, что в соответствии с принципом Ле Шателье должно привести к более полному протеканию реакции. Малорастворимые вещества могут выводится из раствора или в виде осадка, или в виде газа. Слабыми электролитами могут быть кислоты и основания, вода и комплексы. [c.232]

При погружении металла в раствор соли этого же металла возможен переход его в виде ионов с поверхности в раствор или, наоборот, переход ионов металла, находящихся в растворе, на поверхность металла. На границе раздела фаз металл — раствор электролита также протекают электрохимические реакции (обмен ионов), в результате которых поверхность электрода приобретает заряд. Знак заряда зависит от того, какой из указанных процессов происходит преимущественно. Ионы раствора имеют заряд, по знаку противоположный заряду металла. Практически бывает так, что одни металлы, более активные, обычно заряжаются в растворе своих солей отрицательно, другие, менее активные, т. е. обладающие малой способностью посылать свои ионы в раствор (например, платина, серебро, золото и другие)положительно по отношению к раствору. Заряд иона относительно велик и поэтому при переходе даже очень малого числа ионов (порядка Ю —10- ° г) между металлом и раствором при равновесии возникает значительная, поддающаяся измерению, разность потенциалов. [c.14]

В своих исследованиях кислотно-основных равновесий и теории растворов Усанович доказал, что различия в реакционной способности веществ при обмене электронами, ионами или молекулами основываются на различиях координационных свойств участников реакции (разд. 33.4.3.5). Гутман подробно изучил проблемы взаимодействия между частицами, различающимися электронной донорно-акцепторной активностью и на этой основе изложил представления о химических функциях. [c.453]

Реакция протекает вправо при избытке кислоты. Ионит в колонке отмывают водой от избытка кислоты, после чего ионит готов к применению. Пробу пропускают через колонку, колонку промывают водой или элюентом. Собирают элюат целиком или по фракциям. Перед каждым последующим применением необходимо проводить регенерацию ионита в колонке, так как в колонке содержатся различные ионы (например, Х , Хг). Происходящий при этом химический процесс аналогичен описанному уравнением (7.4.5). Процесс замены ионов Х+ ионами Хь Ха. .. называют регенерацией ионита, чтобы подчеркнуть, что ионит при этом возвращается в свое исходное состояние. Для сдвига равновесия вправо необходимо подобрать нужную концентрацию кислоты. Концентрированные растворы повышают скорость ионного обмена, но из-за высокой вязкости раствора снижается диффузия ионов. Поскольку процесс ионного обмена протекает сте-хиометрически, можно рассчитать полную обменную емкость колонки, зная количество ионита. Но рассчитанную обменную емкость не всегда можно полностью использовать (разд. 7.3.1.1). Пусть в колонке имеется ионит в Н -форме. Требуется провести ионный обмен с ионами К" . В месте подачи анализируемой пробы в колонку происходит полный обмен ионов Н+ на ионы При дальнейшем пропускании раствора, содержащего ионы К (фронтальная техника проведения ионного обмена), происходит смещение зоны, заполненной ионами К" , вниз. При этом колонку можно разделить на три слоя (рис. 7.17). В первом слое находится ионит только в К" -форме, во втором слое — ионит, содержащий оба иона, в третьем слое — ионит, содержащий ионы Н" . Распределение концентраций происходит по 8-образной кривой (ср. с формой полос элюентной хроматографии). При дальнейшем пропускании раствора КС происходит зарядка второго слоя ионами до проскока. Число ионов К" , которые могут быть количественно поглощены колонкой до проскока ионов, называют емкостью колонки до проскока. Эта емкость меньше величины полной емкости колонки, так как проскок К" -ионов наблюдается в тот момент, когда в колонке еще содержатся Н+-ионы. [c.378]

Гомогенные реакции в жидкой фазе — нейтрализация, обменная реакция, диссоциация, образование малодиссоциированных или малорастворимых веществ, комплексообразование, сольватация (гидратация), ассоциация, образование ионных пар и т. д. Для каждой из этих реакций константа равновесия Ки может быть определена в условиях бесконечно разбавленного раствора и при любой концентрации вплоть до насыщения [c.40]

Между ионами в растворе и в осадке устанавливается динамическое равновесие, вследствие чего происходит изотопный обмен. Реакция изотопного обмена ионов галоида между осадком и раствором галогенида выражается равенством [c.345]

Ионообменные реакции обратимы и протекают в строго эквива-лентных отношениях. Ионный обмен с участием ионита представляет собой гетерогенную реакцию двойного обмена. В отличие от обратимых реакций двойного обмена в гомогенной среде, идущих до наступления равновесия, ионообменные реакции на ионитах могут быть доведены до конца в результате смещения равновесия при осуществлении их в динамических условиях. Например, при взаимодействии Н-катионита с раствором хлорида натрия в статических условиях устанавливается равновесие [c.44]

Такое написание уравнения реакции гидролиза подчеркивает его физический смысл, сводящийся к нарушению равновесия диссоциации воды ионами НН4. Как реакция обменного разложения, она протекает в сторону образования слабого электролита, в данном случае — гидрата окиси аммония. До конца эта реакция не доходит из-за накопления в растворе ионов Н . [c.30]

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]

Метод определения размера поверхности кристаллического порошка основан на следующем принципе. Порошок сернокислого свинца взбалтывают с раствором, содержащим радиоактивный свинец, например, ТЬВ. В результате обмена ионов устанавливается обменное равновесие с коэффициентом разделения, который можно принять с достаточной степенью точности равным единице. Следя за изменением активности раствора во времени при постоянном перемешивании, можно выяснить кинетику реакции обмена. Обычно, как уже было сказано, реакции изотопного обмена подчиняются уравнению первого порядка. Степень обмена X через время 1 после начала реакции обмена может быть найдена из очевидного соотношения [c.578]

Наход и Вуд, а также Бауман и Эйхгорн на основании своих опытов установили, что реакцию ионного обмена можно рассматривать как реакцию второго порядка и гетерогенную между твердой фазой ионита и раствором. Для реакций второго порядка скорость реакции пропорциональна произведению активных концентраций реагирующих веществ. Ионная сила в зернах ионита при обмене одно-одновалентных ионов не изменяется, поэтому коэффициент активности будет постоянным. Числовые значения частных коэффициентов актнвности в зерне ионита легко вычислить из опытных данных по ионным равновесиям для разбавленных растворов. Полученные данные укладываются в формулу [c.77]

Согласно исследованиям, проведенным Шиллером [344], Горовицем [160], Долом [75] и Никольским [274] (обзор их работ представлен в [227]), потенциал стеклянных мембран возникает в результате процесса ионного обмена между раствором и мембраной. Разность электрических потенциалов на границе раздела раствор — стеклянная мембрана является функцией отношения активностей катиона (например, иона водорода) в растворе и в мембране. Активность катионов в мембране определяется равновесием ионного обмена (3.2.13). Поэтому простым уравнением (3.1.14) можно пользоваться для выражения мембранного потенциала, только если равновесие обменной реакции смещено таким образом, что катион лишь одного типа преобладает в мембране, оставаясь одновременно и в растворе. Такое условие выполняется, к примеру, для стеклянных электродов, изготовленных из стекла orning 015, при pH раствора, меньшем 12. Если же мембрана содержит оба типа ионов, присутствующих в растворе, то при равновесии на границе раздела раствор — мембрана в мембране образуется диффузионный потенциал. Для описания мембранного потенциала в этих условиях необходимо использовать уравнение [c.188]

В последнее время Таубе [4] подверг систематическому исследованию различную реакционную способность комплексных соеди нений. При этом он главным образом обращал внимание на реакции замещения в комплексах. В этих случаях имеет место либо собственно реакция замещения, в которой какой-либо адденд замещается аддендом другого типа, либо так называемая реакция обмена. В растворах комплексных соединений равновесие имеет динамический характер, и если в растворе присутствует в свободном состоянии комплексообразующее соединение 1акого же типа, то в большинстве случаев адденды комплексного соединения обмениваются с молекулами свободного комплексообразующего веи1,ества. Скорость такой обменной реакции измеряется, иапример, прибавлением к раствору комплекса комплексообразующего вещества, синтезированного из материала, обогащенного радиоактивным изотопом. Через некоторое время выделяется химическим путем комплексный ион или комплексообразующее вещество и измеряется его активность, по которой определяется, до какой степени произошел обмен аддендов. Таубе показал, что реакциями замещения,протекающими крайне медленно.характеризуются преимущественно комплексные соединения внутреннеорбитального типа- с координационным числом 6, у которых на каждой оболочке й находится по крайней мере по одному электрону. Так, например, внутренне-орбитальные комплексы трехвалентного ванадия со структурой д - (Р дР В 8Р характеризуются быстро протекающими реакциями замещения, тогда как комплексы трехвалентного хрома со структурой (1 В 8Р , наоборот, реагируют медленно. [c.29]

Мы уже встречались с образованием и строением комплексных соединений (гл. 3). Очевидно, что комплексообразование может существенным образом повлиять на обменные реакции с участием центрального иона комплекса и лигандов. В общем случае равновесия комплексообразовапия в водном растворе можно записать в виде [c.201]

Как следует из уравнений обменных реакций, при прохождении через колонку раствора, содержащего вещества ВУ и СУ, ион А+ катионита обменивается на ионы В+ и С+. При этом раствор обогащается веществом АУ и поступает в нижний слой ионита, а в любом бесконечно малом слое ионпта устанавливается равновесие. Это равновесие, однако, будет постоянно нарушаться вследствие того, что поступающий сверху свежий раствор, более богатый ионами В+ и С+, вступает в контакт с противоионами А+. [c.107]

Согласно теории Нернста, при погружении металла в раствор, содержащий его ионы, сразу же начинается обмен ионами между металлом и раствором В зависимости от природы металла и состава раствора возможны три случая 1) л> Р 2) л < Я и 3) л = Р. В первых двух случаях происходит преимущественный переход ионов или из раствора в металл (п> Р), или из металла в раствор (л<сЯ). I Так как ионы за 1яжены, то их преимущественный переход в какую- либо сторону сразу приводит к появлению в ней положительного заряда, в то время как другая фаза зарядится отрицательно Разность потенциалов, возникающая в результате неравномерного распределения зарядов, будет ускорять медленный процесс и тормозить быстрый. Через некоторый (очень малый) промежуток времени скачок потенциала уравняет скорости обмена в обоих направлениях. В дальнейшем потенциал не будет изменяться. Его постоянное значение соответствует равновесию между металлом и раствором и является мерой изменения свободной энергии Гиббса, которая отвечает электродной реакции. В этих условиях осмотическая работа A = RT u P/n.) будет уравновешиваться электрической работой 2/ ф, т. е. [c.163]

Реакция обмена между катионами раствора и почвенного поглощающего комплекса заканчивается установлением некоторого подвижного равновесия. Характер обменной реакции (установление равновесия) в сильной степени зависит от состава и концентрации раствора, его объема, природы обменивающихся катионов и свойств почвы. При изменении состава, количества и концентрации раствора в результате увлажнения или высушивания почвы, внесения удобрений, образования минеральных солей при разложении органического вещества микроорганизмами, выделения СО2 и других веществ корнями растений это равновесие смещается, и тогда одни катионы переходят из раствара в поглощенное состояние, а другие из поглощенного состояния — в почвенный раствор. Так, при заделке в почву растворимых солей (КС1, NH4 I, NaNOa и др.) концентрация почвенного раствора повышается, катионы соли вступают в обменную реакцию с катионами почвенного поглощающего комплекса, часть их поглощается почвой. При усвоении какого-либо катиона растениями концентрация его в растворе снижается, этот катион из поглощенного состояния переходит в раствор в обмен на ионы водорода или другие катионы, находящиеся в почвенном растворе. [c.118]

Обменные реакции в растворах относятся к ионным реакциям, протекающим в обоих направлениях с большими скоростями (практически мгновенно). Они представляют пример химического равновесия, к которому применим принцип смещения равновесий Ле Шателье. В соответствии с этим принципам реакцию можно провести достаточно полно, если какое-либо вещество будет удаляться в ходе ее протекания. Удаление вещества в них осуществляется либо за счет более прочного связывания ионов с образованием малорастБоримого или слабодиссоциированного соединения, либо за счет выделения газообразного продукта реакции. [c.34]

Ионообменный характер смол определяется полярными группами (сульфогруппой, карбоксильной, фенольной, фосфиновой или замещенной аммониевой). Обменная способность зависит от зернения сорбента, скорости течения раствора, характера растворителя, набухаемости ионита и характера обмениваемого иона. Обмен ионов протекает в эквивалентных количествах, и реакция ионообмена обратима между рйствором и ионитом устанавливается подвижное сорбционно-ионное равновесие, которое достигается быстрее для катионов, чем для анионов. Различают полную обменную емкость ионита по 0,1 н. раствору едкого натра в миллиграмм-эквивалентах на 1 г — ПОЕ, равновесную обменную емкость в статических условиях в миллиграмм-эквивалентах на 1 г сухой смолы — СОЕ и динамическую обменную емкость в миллиграмм-эквивалентах на 1 л набухшей смолы до проскока поглощаемого иона в фильтрат — ДОЕ. [c.547]

Приведенные два механизма противоположны друг другу. А так как процесс пойдет по наиболее легкому пути, можно полагать, что первый механизм приложим к обмену в растворах с низкой концентрацией электролита, а второй —- к обмену в растворах с высокой концентрацией. Граница между этими механизмами выражена не резко и зависит как от поглощения электролита из внешнего раствора, так и от диссоциационного равновесия и коэффициентов диффузии в ионите. Для реакции Vni этой границе соответствует раствор с концентрацией примерно 10 — 10 молъ л [118]. [c.319]

Кроме равновесий процессов ионизации, для комплексных ионов характерно наличие в растворе сольватационных равновесий, вызываемых обменными реакциями комплексных ионов с молекулами растворителя. Так, по данным А. А. Гринберга, комплексные ноны платины [Pt U] , [PtNH 3 I3 ]-, [Pt(NH3)3 l] и др., вступая в реакцию обмена с водой, образуют аквакомплексы [c.211]

Опыты при равновесии проводили с использованием радиоактивного изотопа Аз, измеряя в одинаковых условиях активности осадков. Предварительно было установлено, что в отсутствие иодид-ионов изотопный обмен атомами Аз между НзАзОз и НзАз04 не идет. Если же к равновесной смеси НзАзОз и НзАз04, находящейся в растворе, добавлены иодид-ионы, то немедленно начинается изотопный обмен. Таким образом, изучая кинетику изотопного обмена Аз в присутствии иодид-ионов, можно получить сведения о кинетике написанной выше окислительно-восстановительной реакции. [c.275]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология