Распределение противоионов

Величина -потенциала существенно зависит от концентрации ионов в растворе. Чем больше концентрация ионов, тем большее количество противоионов накапливается в слое Гельмгольца и тем меньше их оказывается в диффузном слое. На распределение противоионов в двойном и диффузном слоях оказывает влияние валентность (точнее, заряд) противоинов. Чем больше заряд противоионов, тем сильнее они притягиваются к заряженной поверхности твердого тела, тем тоньше диффузный слой и соответственно меньше величина дзета-потенциала. Существенным также является поляризуемость и гидратация противоионов. Чем больше поляризуемость противоионов, тем больше дополнительные силы притяжения к заряженной поверхности, тем тоньше становится слой Гельмгольца. Поскольку радиусы анионов, как правило, значительно превышают радиусы катионов, то это облегчает их деформацию и способность поляризоваться. Если расположить близкие по своей природе ионы галогенов по возрастанию их радиуса (от Г до 1 ), то в том же порядке возрастут способности этих инов снижать толщину слоя Гельмгольца и соответственно уменьшать дзета-потенциал. [c.412]

Статистическое распределение противоионов различного типа между ионитом и раствором должно было бы привести при установлении равновесия к одинаковому соотношению между активностями или концентрациями (для разбавленных растворов) этих ионов в обеих фазах. Однако в действительности этого не наблюдается, вследствие чего и возникает возможность путем ионного обмена практически полностью разделять смесь ионов. Важнейшими причинами этого являются следующие [c.101]

В результате взаимодействия этих сил создается диффузное распределение противоионов — концентрация ионов калия постепенно убывает по мере удаления от поверхности. [c.12]

Статистическое распределение противоионов различных видов между ионитом и раствором должно было бы обусловить одинаковые соотношения между концентрациями этих ионов в обеих фазах после установления равновесия. В действительности же это условие не выполняется, вследствие чего имеется возможность путем ионного обмена практически полностью избавляться от какого-либо иона в растворе. Важнейшими причинами этого являются следующие. [c.63]

Рис. 3.35. Распределение противоионов и коионов возле положительно заряженной поверхности

Диффузная часть двойного электрического слоя. Распределение противоионов в диффузной части двойного слоя зависит от природы и концентрации электролитов и обычно определяется с помощью трех основных уравнений уравнения Пуассона [c.13]

Противоионы (в данном случае ионы К+) находятся под действием электрического поля заряженной поверхпости н теплового движения, стремящегося равномерно распределить их в объеме. Это приводит к закономерному динамическому распределению противоионов, подобному облаку, плотность которого убывает по мере удаления от заряженной поверхности. Внешняя граница этого облака противоионов определяет толщину двойного электрического слоя (рис. 100). [c.330]

Рис. 5. Схема распределения противоионов вблизи заряженной плоской поверхности (а) и зависимость потенциала от расстояния до межфазной границы (б).

Для количественного описания процессов ионного обмена нередко используются коэффициенты распределения и разделения. Коэффициент распределения а характеризует распределение противоионов между ионитом и раствором [c.94]

Аналогичным образом можно упростить уравнения, описывающие распределение противоионов и коионов [c.31]

Все это свидетельствует о близкой реакционной способности виниловых групп обоих сшивающих агентов, а следовательно, и об одинаковой плотности сшивания, что подтверждается одинаковым набуханием сополимеров в полярных растворителях (вода, метиловый и этиловый спирты). Однако применение ДВП приводит к образованию анионитов с менее гибкой полимерной матрицей вследствие увеличения числа внутри- и межцепных водородных связей типа НОН---Ы< . Не исключено, что при использовании ДВП происходит более равномерное распределение сшивающего агента по цепи полимера, как это отмечалось для анионита АН-40 коэффициент вариации распределения противоионов в фазе АН-40, сшитого ДВП, был значительно ниже, чем в случае сшивания техническим ДВБ, что свидетельствует о большей равномерности распределения функциональных [c.183]

С малым и средним числом поперечных связей, что селективность ионитов любого данного типа с ростом числа поперечных связей увеличивается [18, 40, 54, 55]. Это подтверждается почти всеми теориями селективности, начиная с тех теорий, в которых главная роль приписывается осмотическому давлению набухания, и кончая теми теориями, в основе которых лежат представления об образовании ионных пар между противоионами и фиксированными группами или электростатических взаимодействиях более сложного характера. Принятое в настоящей главе представление об обмене как о распределении противоионов между концентрированным раствором (ионитом) и разбавленным раствором также хорошо объясняет увеличение селективности с ростом числа поперечных связей. В самом деле, при уменьшении числа поперечных связей облегчается растяжение матрицы ионита, что способствует поглощению ионитом большего количества воды и, следовательно, приводит к уменьшению концентрации фиксированных групп. Таким образом, фаза ионита становится более похожей на разбавленную фазу раствора, й поэтому коэффициенты разделения имеют тенденцию приблизиться к единице. Это справедливо, конечно, лишь в отсутствие специфических взаимодействий, дающих одному из противоионов преимущество перед другим (пример такого взаимодействия см, в разделе П.2). [c.191]

Исследованиями, выполненными в нашей лаборатории, твердо установлено, что использование модели Гиббса—Доннана для интерпретации ионообменного равновесия представляет собой наиболее верный путь точного предвидения распределения противоионов в системах с участием заряженных полимеров. Отношение коэффициентов активности конкурирующих ионов в полимерной фазе, которое является важным параметром, подлежащим оценке в целях успешного применения этой модели, не может, как это было подчеркнуто, быть получено прямым расчетом. Этот недостаток расчета ионообменного равновесия устраняется, как мы считаем, описанным ниже способом. [c.376]

Коэффициент распределения характеризует распределение противоионов между ионитом и раствором [c.18]

Было бы полезно провести дополнительное, исследование для более тщательной проверки развитой здесь концепции. Нет сомнения, что это приближение, предназначенное для оценки распределения противоионов в ионообменной смоле, удовлетвори-рительно согласуется с более косвенными методами, с успехом применявшимися в наших более ранних работах, и требует проведения дальнейших исследований. [c.384]

Как показал О. Б. Птицын [33], лучшее согласие теории с опытом получается, если при расчете электростатической энергии заряженного клубка Ее1 принять во внимание реальное распределение противоионов внутри этого клубка, а также реальную функцию распределения WQ h) с учетом взаимодействий дальнего порядка. [c.72]

Однако прочно к поверхности ионы К+ не присоединяются (они образуют с поверхностью растворимые соединения), а так как их концентрация около поверхности больше, чем в растворе, то они диффундируют в сторону меньшей концентрации, т. е. от поверхности в раствор. На поверхности кристалла Ag l возник двойной электрический слой (рис. 36), состоящий из внутренней обладки, или адсорбционного слоя (ионы 1 ), и наружной обкладки, или слоя противоионов (ионы К+). Часть противоионов связана с поверхностью относительно прочно и входит в плотный слой остальные противоионы, со-вершаюшие тепловое движение около поверхности, составляют диффузную часть ДЭС (диффузный слой). Распределение противоионов между плотной и диффузной частями ДЭС определяется соотношением между электростатически.м притяжением ионов к поверхности и их диффузией в раствор последняя определяется тепловым движением ионов и зависит от разности концентраций в ДЭС и объеме раствора. [c.65]

Проблема проницаемости сеток для противоионов, особенно крупных ионов органических веществ, рассмотрена в гл. 2. Возможность распределения противоионов только в ограниченном слое вблизи поверхности зерен ионитов в связи с их неоднородной сетчатой структурой и образованием каналов или слабосшитых участков, простирающихся только на определенную глубину, а также возрастание подвижности элементов сетчатой структуры при диспергировании зерен ионитов предполагают большую доступность ионогенных групп для крупных противоионов при уменьшении размеров зерен ионита. Экспериментально это явление наблюдается постоянно в частности, было обнаружено возрастание сорбционной емкости карбоксильных катионитов по отношению к стрептомицину при переходе к ионитам с меньшим размером зерен [199]. [c.117]

Разумно предположить, поскольку допускается практическая несмешиваемость фаз ионита и раствора, что собственный объем ионита равен объему ионита с тем Я се относительным содержанием ионов (Мь Мг), но в равновесии с парами растворителя 8 при той активности, которую имеет растворитель в равновесном растворе. Таким образом, объем Рн можно определить в независимом эксперименте и единственным необходимым для расчета параметром является объем Уи. Величины Л/ г(К) и Л цн) определяются, если известно значение емкости ионита, т. е. число фиксированных ионов Як и коэффициент равновесия характеризующий распределение противоионов между фазой ионита, не содержащей коионов X, и раствором [c.32]

Противоионы (в данном случае ионы К+) находятся под действием электрического поля заряженной поверхности и теплового движения, стремяще1 0ся равномерно pai -пределить их в объеме. Это приводит к закономерному динамическому распределению противоионов подобно об.даку, плотность которого убывает по мере удаления от [c.306]

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]

Потенциалопределяющие ионы достаточно прочно фиксированы на поверхности твердой фазы. На про-тивоионы жидкой фазы действуют две противоположные силы. Молекулярное тепловое движение обусловливает равномерное распределение противоионов по объему раствора, электростатические же силы притягивают противоионы к поверхности твердой фазы. В результате действия этих двух факторов — теплового движения и электростатического притяжения — устанавливается равновесное диффуз- [c.197]

Описанная модель достаточно полно отражает важнейшие свойства ионитов и объясняет, почему обмен является стехиометричес-ким процессом. Эта модель показывает, что ионный обмен основывается на статистическом распределении противоионов между ионитом и раствором, в котором не участвуют ни вещество каркаса, ни коионы. Поэтому такой ионообменный процесс можно иллюстрировать, например, следующими реакциями катионный обмен [c.62]

По ли электролит можно промоделировать 1) сферой с равномерно распределенным общим зарядом — подобием гомогенизированной мицеллы, проницаемой для противоионов и растворителя, 2) гибкой цепью заряженных сегментов, размеры которой находятся в равновесии, минимизирующем элекстростатическую свободную энергию, или 5) заряженным цилиндрическим стерженем [512]. В каждом случае можно получить выражение для электростатической свободной энергии и распределения противоионов (разд. 8. А и 8. В). Теория предсказывает, что 80 — 90% противоионов располагаются в достаточной близости от полииона. Область, непосредственно окружающая полиион, с хорошим приближением нейтральна. Цвиттер-ионы или со-ионы (маленькие ионы с зарядом того же знака, что и полиион) большей частью остаются вне этой области. Осложняющим описание это- [c.539]

Мы не рассматривали здесь энергетических измененнй, связанных с частичной дегидратацией фиксированной группы, необходимой для того, чтобы цротивоион мог к ней приблизиться. В этом не было необходимости, так как в нашем рассуждении важны были только разности энергий. Однако при вычислении констант селективности учет частичной дегидратации фиксированной группы необходим, потому что суммарный энергетический эффект влияет на равновесное распределение противоионов между ближайшим окружением фиксированных групп и объемом набухшего ионита. / . [c.167]

Мы полагаем, что фундаментальная оценка факторов, определяющих распределение противоионов в заряженных полимерах, может быть осуществлена с помощью интерпретации данных по осмотическим коэффициентам. Из проведенного анализа ясно, что взаимодействия между ионом и растворителем дают наиболее ощутимый вклад в селективность при ионном обмене в смолах на основе полистиролсульфоната. Соответствия между предсказанными и наблюдаемыми характеристиками распределения можно достигнуть, не прибегая к калибровке при каждом измерении коэффициентов активности в полимере. Это согласие является веским доказательством правильности предложенной интерпретации. [c.384]

ИОНОВ И гидроксильных групп ОН в растворе. Добавление нитрата серебра в дисперсную среду положительно заряженных частиц Agi приводит к появлению эквивалентного количества ионов N0 или противо-ионов. Наличие заряженных частиц и противвионов приводит к формированию вблизи поверхности двойного электрического слоя. Его не следует представлять в виде некоторой фиксированной структуры (типа обкладок конденсатора), поскольку он формируется в динамических условиях под воздействием электростатического взаимодействия (притяжения) и диффузии из раствора с постоянной концентрацией ионов. Эти противоположно направленные процессы и приводят к образованию характерного размытого распределения противоионов, показанного на рис. 6.9, а (по направлению от поверхности к раствору плотность зарядов падает). Это распределение по характеру напоминает распределение по высоте плотности в атмосфере в поле силы тяжести. При больших электростатических силах ширина распределения уменьшается Распределение-ионов разного знака в диффузном слое можно количественно выразить с помощью электрического потенциала двойного слоя. Введем координату х, направленную от поверхности сф)ерической частицы (рис. 6.9, ). Примем, что в точке х = >, которая соответствует стандартному значению потёнциала, ц = 0. Обозначим потенциал при л = 0 (т.е. на частице), называемый поверхностным потенциалом, фд. Уравнение Пуассона, связывающее дивергенцию градиента электрического потенциала в данной точке с плотностью заряда в этой же точке, имеет следующий вид [c.213]

Рис. 6,17. Распределение сегментов адсорбированной мiaкpoмoлeкyлы (а) и распределение противоионов в растворе (б). <

Влияние органических модификаторов подвижной фазы. В обращенно-фазовой ион-парной хроматографии органические модификаторы элюента могут влиять как на удерживание, так и на селективность. Изотерму распределения противоионов, а следовательно, и удерживание более всего определяет количество добавленного модификатора. Растворимость ионов-модификаторов в подвижной фазе представляет собой второстепенный фактор. Для растворения в подвижний фазе достаточных количеств больших ионов-модификаторов может потребоваться высокое содержание органического растворителя в подвижной фазе. В принципе тип органического растворителя можно использовать в качестве пара.метра для оптимизации обращенно-фазовой ион-парной хроматографической системы. Однако вследствие широкого выбора других параметров эта возможность еще широко не исследовалась. [c.126]

Затруднения для диффузии органических противоионов в сетчатых системах могут вызвать образование резкого диффузионного фронта, который наблюдался при сорбции белков высокопроницаемыми гетеросетчатыми ионитами [112]. Те же причины могут привести к неоднородному конечному распределению противоионов по радиусу ионитов [112—114]. Возможен при этом экстраполяционный метод анализа скорости диффузии противоионов в сетчатую структуру [114]. Предельный вариант подобного процесса, приводящий к образованию однородного внешнего слоя сорбента и внутренней области, свободной от органических противоионов (модели оболочка—ядро ), может быть рассмотрен на основе представления о постоянстве коэффициента диффузии противоионов во внешней, доступной оболочке [112—114]. При этом коэффициент диффузии рассчитывается для линейного участка Р — по уравнению [c.35]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология