Ионитов набухание

Кроме концентрации водородных ионов набухание зависит еще от валентности компенсирующих ионов. Например, если вместо соляной кислоты для подкисления жидкости взять серную кислоту, то уравнение (6) можно написать следующим образом [c.233]

Иониты должны быть нерастворимыми, но способными набухать, иначе подвижность противоионов в ионите снизится настолько, что ионный обмен и катализ станут невозможными. Степень набухания связана с наличием поперечных связей. Поперечную связанность в катионите КУ-2 легко регулировать изменением количества сшивающего агента — дивинилбензола. Чем больше введено мостикообразующего вещества перед полимеризацией, тем чаще расположе- [c.145]

Данные по набуханию каолинита описываются двойной экспонентой [124]. Вычисленные в интервале 1,0Оценка констант К 8-10 Па и / 1,9 нм для внешней части граничного слоя (2,5каолинитовыми частицами воды в работе [124] была проведена после учета ионно-электростатической составляющей расклинивающего давления. [c.41]

Представляет интерес вопрос о разграничении внешней части граничного слоя, адсорбционно связанной воды и осмотически связанной воды. Данные по набуханию каолинита в воде [124] ясно показывают, что переход от граничного слоя к осмотически связанной воде диффузен в интервале значений толщины /г = 2,5-ь5 нм наряду со структурной проявляется также ионно-электростатическая составляющая расклинивающего давления, ответственная за осмотически связанную воду. [c.42]

Объемные веса воздушно-сухого и разбухшего влажного нонита нужно учитывать при проектировании потому, что все катиониты и аниониты в большей или меньшей степени подвержены разбуханию при их увлажнении. Для некоторых ионитов отношение объемного веса воздушно-сухого ионита к объемному весу разбухшего (без учета веса поглощенной воды), называемое коэфициентом набухания, доходит до 1,5 и более. Такой ионит, загруженный в фильтр в воздушно-сухом состоянии, после его увлажнения фильтруемой водой увеличится в объеме примерно на 50%. Поскольку при расчете фильтров принимается определенная высота загрузки ионита, таковая должна назначаться с учетом коэфициента набухания. Значения объемного веса воздушно-сухого продукта и коэфи- [c.38]

Гидродинамический режим оказывает влияние на скорость степени превращения сополимеров в ионит только в случае, когда сополимер предварительно набухал в дихлорэтане (рис. 5.22). При набухании сополимера в тионилхлориде влияние гидродинамического режима на скорость превращения сополимера в ионит практически отсутствует. [c.360]

Определены коэффициенты диффузии, массопереноса, распределение концентрации серной кислоты в грануле во времени, влияние соотношения твердой и жидкой фаз на степень превращения сополимера в ионит, в результате чего сделан вывод, что процесс сульфирования сополимеров предпочтительнее проводить при предварительном набухании в тионилхлориде. Это позволяет снизить температуру ведения процесса и уменьшить соотношение серная кислота/ионит. [c.370]

Процесс отмывки сопровождается сложными явлениями (диффузионными, тепловыми, эффектами гидратации и набухания), протекающими в фазе ионита. Их одновременное влияние способствует проявлению всех дефектов в ионите, возникших на предшествующих стадиях его получения. При жестком ведении процесса отмывки (большая скорость отмывки) дефекты могут возникать и на самой стадии отмывки. [c.372]

Наряду с отмеченными эффектами при контакте полярного растворителя с ионитом наблюдается сольватация ионов, обусловленная электростатическим взаимодействием заряженных ионов с ди-польными молекулами растворителя. Чем меньше дипольный момент растворителя, тем меньше склонность ионита к сольватации. С уменьшением диэлектрической постоянной растворителя увеличивается электростатическое взаимодействие между противоположно заряженными ионами, что способствует образованию ионных пар и ассоциации, а также уменьшению осмотической активности ионов и разности осмотических давлений. Все эти факторы уменьшают степень набухания, но при этом силы отталкивания между фиксированными ионами возрастают до тех пор, пока не будут нейтрализованы в результате ассоциации с противоиона-ми [1]. [c.374]

Однако количество воды не всегда изменяется пропорционально набуханию. При насыщении ионита сильно гидратированным ионом степень набухания растет и вместе с ней увеличивается давление на жидкость, находящуюся в порах ионита, что приводит к вытеснению последней из фазы ионита. Соответственно этому коэффициенты диффузии растворенных веществ в ионите при насыщении различными ионами уменьшаются в следующей последовательности К+ N3+ Ь1+, хотя величина набухания в этом ряду возрастает. [c.375]

Электростатическая составляющая обусловлена возникновением доннановского потенциала, т. е. электрическими характеристиками раствора и ионита (заряды ионов, диэлектрическая проницаемость, дипольный момент растворителя), концентрацией раствора, степенью превращения (емкостью) ионита, сродством ионита и раствора и температурой. Подчеркнем, что среди прочих факторов температура также оказывает влияние на эффекты, вызывающие набухание, поэтому важно рассмотреть и учесть при моделировании тепловые процессы, возникающие при отмывке ионита. [c.375]

При гидратации противоиона и функциональной группы в ионите также выделяется тепло, причем наиболее сильное изменение происходит при сорбции первых молекул растворителя. Среднее значение количества выделяющегося тепла при набухании растет при увеличении числа функциональных групп и степени сшитости [c.375]

Однако кислоты в реакционной массе содержится в 6—8 раз больше, чем в ионите, поэтому при разбавление кислоты выделится в десятки раз больше тепла, чем при набухании ионита. Это говорит о том, что в случае разбавления всей реакционной массы растворами отмывающего агента теплотой набухания можно пренебречь. [c.376]

Если кислоту, окружающую набухший в ней ионит, удалить, то теплоты гидратации кислоты, сорбированной ионитом, и набухания ионита становятся соизмеримыми. Выделяющаяся теплота ведет к повышению температуры системы, которая, в свою очередь, интенсифицирует процесс набухания (увеличивается скорость диффузии, повышается разность парциальных давлений в фазах и т.п.). Возрастание температуры ионита приводит к увеличению амплитуд колебаний ионов, что в конечном счете может привести к разрушению материала ионита (десульфированию и т. п.). [c.376]

Эта диаграмма учитывает взаимосвязь при отмывке и отражает следующие особенности установление равновесия с учетом доннановского эффекта явление экранизации ионов и противоионов при гидратации и ослабление сил электрического притяжения, что способствует интенсивному набуханию в первоначальные моменты времени. [c.378]

Набухание непосредственно связано с кинетическими характеристиками ионитов, особенно органических. Оно увеличивает скорость ионного обмена. При обсуждении кинетики процесса ионного обмена обычно рассматривают пять его стадий с учетом взаимной диффузии противоионов 1) диффузия адсорбирующихся ионов из раствора к поверхности ионита, 2) диффузия внутри зерна ионита, [c.169]

В зависимости от преобладания в комплексе поглощения того или иного катиона глины носят название этого катиона. В природе чаще встречаются глины кальциевого и натриевого тина. Глина натриевого типа способна к большему набуханию, чем глина с преобладанием в комплексе поглощения ионов кальция. [c.10]

В начальный период в литературе господствовало мнение, что при известковании бурового раствора основную роль в ингибировании играет замещение ионов натрия в ионообменном комплексе глины ионами кальция. Как известно, кальцинирование приводит к уменьшению набухания и пептизации глинистых пород в основном за счет уменьшения толщины диффузного слоя вокруг глинистых частиц. [c.180]

Механизм ионного обмена обусловлен структурой и свойствами ионита. Так, например, иониты с кристаллической решеткой содержат в ее углах ионы, удерживаемые электростатическими силами под действием этих сил и происходит в основном ионный обмен. Свойства многих ионитов связаны с их способностью к набуханию в водных растворах набухание обычно сопровождается весьма значительным повышением давления. [c.566]

Здесь На и ив — химические потенциалы ионов в растворе fiA и лв — химические потенциалы ионов, находящихся в ионите в связанном состоянии АРв — изменение свободной энергии в результате изменения степени набухания ионита. Первый член правой части уравнения описывает начальное состояние, второй — конечное. [c.104]

Как показал Грегор, работа упругих сил в процессе набухания ионита А/ н=Лн( 1—Уа), где Лн — давление набухания, а У и Уг — молярные объемы гидратированных ионов в ионите. Подставляя значение АРн из уравнения Грегора в (П1.10), получим [c.105]

Матрица ионита гидрофобна. Введение фиксированных ионов означает появление гидрофильных групп, вследствие чего матрица приобретает способность к набуханию, а смола превращается в полиэлектролит. По существу, зерно ионита является гигантской молекулой. Чтобы ее растворить, необходимо разорвать прочные связи С—С. Поэтому иониты нерастворимы в воде и во всех растворителях, не способных разрушить эти связи. Однако набухаемость синтетических ионитов ограничена благодаря наличию в полимерной молекуле поперечных связей, так называемых мостиков, или сшивки. [c.113]

Способность к набуханию обусловливается стремлением частиц к гидратации и электростатическим отталкиваиием одноименнозаряженных фиксированных ионов. Набухание продолжается до установления равновесия между осмотическим давлением системы и противоположно направленной силой упругости эластичных углеводородных цепей. [c.194]

Гелеиидные ионообменные смолы состоят из гомогенных зер( н, в сухом виде не имеющих пор и непроницаемых для ионов и молекул. Они становятся проницаемыми после набухания в воде или водных растворах, что и обеспечивает ионный обмен в результате межмолекулярной диффузии ионов внутрь углеводородной сетки ионита — матрицы. Чем сильнее набухает ионит, тем легче (быстрее) идет обмен ионами. Набухание высокополимериой смолы тем больше, чем меньше степень сшивки образующих ее звеньев, т. е. чем менее жесткая у нее макромолекулярная сетка. Например, в ионитах с матрицей из полистирола с сшивкой из дивинилбензола степень сшивки растет с увеличением количества последнего. Большинство стандартных ионитов содержит в сополимерах 6—10% дивинилбензола (иногда до 20%). [c.303]

Действие кислот и щелочей на набухание определяют преимущественно величиной pH раствора. В изоэлектриче-ской точке студни обнаруживают минимум набухания при повышении концентрации водородных или гидроксильных ионов набухание сначала увеличивается, достигает определенного максимума, а затем при очень больших концентрациях ионов Н+ и ОН снова начинает падать. Минимум набухания желатина проявляется при значении pH, приблизительно равном 4,7, а максимум набухания — при значении pH, приблизительно равном 3,2. На набухание оказывают влияние также и нейтральные соли. [c.258]

Таким образом, определяющим фактором является присутствие в свободном от адсорбированного электролита ионите подвижных ионов, порождающих доннановский потенциал и ограничивающих адсорбцию электролита. В отличие от давления набухания доннановский потенциал (как разность электрических потенциалов) воздействует только на заряженные частицы. Это значит, что при адсорбции неэлектролита выравнивание концентраций (активностей) между ионитом и раствором происходит (путем диффузии) только для одного сорта частиц (молекул), а при адсорбции электролита выравнивание концентраций (активностей) происходит для двух сортов частиц (противоиопы и коионы). [c.373]

В результате экспериментальных исследований по измерению диаметра гранулы ионита при различных концентрациях серной кислоты, окружаюш ей гранулу, установлен характер изменения равновесной концентрации серной кислоты и воды в грануле ионита (рис. 6.5, 6.6). Основное изменение концентрации серной жислоты и воды в грануле сополимера (см. рис. 6.1) происходит при разбавлении серной кислоты вне гранулы ионита с 30% до 0. Это явление можно объяснить тем, что вода, подаваемая на отмывку, вначале расходуется в основном на гидратацию серной кислоты вне ионита. По достижении концентрации серной кислоты вне ионита 30%, когда заполнены первые гидратпые оболочки ионов серной кислоты, начинается гидратация серной кислоты, а затем и сульфогрупн в ионите, что приводит к набуханию ионита, т. е. накоплению в ионите воды. Установление равновесного состояния происходит за 5—15 мин в зависимости от сшитости матрицы ионита. Поэтому процесс отмывки можно подразделить на две стадии 1) стадия разбавления серной кислоты вне ионита, которая сопровождается значительным тепловыделением, характерным для гидратации серной кислоты 2) стадия разбавления серной кислоты в ионите и гидратации сульфогрупн ионита, сопровождающаяся набуханием ионита и тепловыделением в фазе ионита. [c.386]

Принцип работы аппарата непрерывного действия для осуществления стадий набухания и сульфирования сополимеров состоит в следующем. Гранулы сухого сополимера, предварительно загруженные в бункер шнековым дозатором, подаются сверху в вертикальное колено аппарата на расстоянии 600 мм от верха аппарата подается тионилхлорид и еще ниже (на расстоянии от патрубка подачи тионилхлорида 200 мм) подается концентрированная серная кислота. Сополимер легче тионилхлорида и серной кислоты, поэтому для продвижения его вниз по аппарату в вертикальном колене аппарата находится шнек. При помощи шнека сополимер направляется вниз аппарата и попадает в наклонное колено, в котором всплывает. Новые порции сополимера и поток серной кислоты выталкивают из наклонного колена попавшие ранее порции просульфированного сополимера (ионита) к выходному отверстию. Выходя из аппарата, ионит с избытком серной кислоты направляется на вакуумфильтрационный вибро-лоток, где ионит отделяется от свободной серной кислоты. После фильтрации ионит с вибролотка направляется на отмывку, а серная кислота возвращается в зону сульфирования. Как в вертикальном, так и в наклонном коленах аппарата температурный режим поддерживается хладоагентом, циркулирующим в рубаш-ках охлаждения аппарата. Количество сополимера, подаваемое в аппарат, регулируется числом оборотов шнека шнекового до- [c.390]

В аппарате описанной конструкции стадии набухания и сульфирования осуществляются последовательно и непрерывно друг за другом. Требование к качеству продукта обусловливает такой технологический режим, при котором достигается заданная степень набухания и заданная степень превращения сополимера в ионит. Требуемая степень набухания и требуемая степень превращения сополимера в ионит достигаются соответствующим временем пребывания сополимера в зоне набухания и зоне сульфирования. Как следует из анализа, проведенного в главах 4 и 5, время, необходимое для полного набухания гранул сополимера в рабочем диапазоне температур, не превосходит время необходимое для превращения этого сополимера в ионит. Например, для полного набухания сополимера стирола с 5% парадивинилбензола необходимо 0,3 часа контакта сополимера с тионилхлоридом при 20 С, а для сульфирования этого сополимера после набухания до степени превращения 90% необходимо 4 часа контакта сополимера с серной кислотой при 20 С. Поэтому при конструировании аппарата необходимо учитывать, что протяженность зоны набухания не должна превосходить протяженность зоны сульфирования. Для заданной степени превращения (или соответствующей величине времени пребывания) при определенных диаметре аппарата и расходах по сополимеру и растворителю нетрудно рассчитать протяженность зоны сульфирования, а следовательно, и зоны набухания. Данная методика расчета предполагает, что все гранулы сополимера находятся в одинаковых условиях как в зоне набухания, так и в зоне сульфирования. Это действительно так потому, что в зоне набухания концентрация растворителя, а в зоне сульфирования концентрация серной кислоты вокруг гранул сополимера не меняются. Кроме того, в зоне набухания всплывание гранул исключается благодаря наличию шнека. В зоне сульфирования при всплывании гранулы [c.391]

Применение топологического принципа описания ФХС позволило сформировать обобщенную математическую модель процесса в виде диаграммы связи, отражающей все основные явления, характерные для стадии отмывки. Установлено, что при разбавлении серной кислоты в диапазоне концентраций 98—20% выделяется основное количество тепла, при этом ионит набухает незначительно. Это позволило для исследования тепловых г)ффе1стов, сопровождающих отмывку и оказывающих решающее влияние на прочностные свойства гранул ионита, сформировать упрощенную диаграмму связи без учета эффекта набухания. Из диаграммы связи с помощью стандартных процедур получена аналитическая форма математической модели процесса отмывки в виде дифференциально-разностных уравнений состояния. [c.394]

Помимо высокой ионообменной емкости к ионитам, используемым для очистки ксилозных растворов, предъявляют ряд других требований, в частности проницаемость зерен смолы для сорбируемых ионов и извлечение их в процессе регенерации ионита. Поэтому чрезвычайную важность приобретает способность ионитов к набуханию в сорбируемых растворах. С увеличеиием степени набухания возрастает доступность ионогенных групп и тем самым увеличивается скорость ионного обмена и емкость ионита. При сильном изменении степени набухания ионита в процессе его эксплуатации при переходе из щелочной формы в кислую зерна смолы могут разрушаться (растрескиваться). [c.149]

Широкое распространение получили синтетические иониты на основе органических смол благодаря их хорошей способности поглощать ионы и высокой химической стойкости. Впервые ионообменные смолы были получены в 1934 г. Адамсом и Холмсом, обиа-руживнтми способность к обмену ионов у продуктов конденсации фенолов нли аминов с формальдегидом. Каркас ионообменных смол представляет собой трехмерную се ку углеводородных цепей, на которой закреплены функциональные 1 руппы. Ионообменные смолы — это нерастворимые гсли-полиэлсктролиты с ограниченной способностью к набуханию. [c.165]

III. 132) выражает коэффициент разделения. Селективность зависит от многих причин. Упругая сетка матрицы сопротивляется набуханию, поэтому ионит предпочтительнее поглощает менее гидратированные ноны. Этот факт объясняет установленные для многих катионитов лиотропные ряды повышения сорбируемости. Например, однозарядные катионы образуют следующий лиотропный ряд Li+ < Na+ <С К+ < Rb+ <С s+. Повыц]ение жесткости матрицы, что достигается увеличением содержания мостикообразователя, приводит к росту селективности ионита по отиощению к нонам меньших размеров в гидратированном состоянии. [c.171]

Способность глин к ионному обмену наиболее наглядно можно проследить на следующем опыте. Хромовуьэ модификацию исследуемой глины, получаемую при выдерживаг[ии глины в 1 н. растворе солей трехвалентного хрома с последующим отмывом, просушиванием и диспергированием, помещают в прибор по набуханию с таким расчетом, чтобы вода или раствор какой-либо соли могли фильтроваться через глину и накапливаться выше пробы, чтобы легко можно было наблюдать измен(шие их окрашивания. Поместив одну из проб в дистиллированну воду, можно видеть, что прошедшая через пробу вода не изменяет своей окраски и химический анализ не обнаруживает ионов трехвалентного хрома. Если же вместо воды в другом опыте взять бесцветный раствор хлоридов натрия или кальция, то над или год пробой глины будет накапливаться раствор, имеющий зеленоватый или изумрудный цвет, что свидетельствует о наличии в этой части раствора ионов трехвалентного хрома, вытесненных и заме1ценных ионами натрия или кальция. Химическим или физико-химическим анализом моншо определить количество вытесненного трехвалентного хрома, которое эквивалентно количеству поглощенного натрия или кальция. [c.11]

Сравнивая данные табл. 27 и табл. 31, видим, что при добавках до 0,5% (наиболее широко применяемые в практике бурения концентрации этих реагентов) величина набухания бентонита в растворах фтористого натрия значительно выше, чем в растворах кальцинированной соды. Следовательно, выход промывочной жидкости И8 бентонитовых глинопорошков, облагороженных фтористым натрием, будет значительно больше, чем из этих же глинопорошков с добавками кальцинированной соды. Следует отметить, что фтористый натрий легче, чем кальцинированная сода, связывает ионы кальция п магния в более труднорастворимые соединения. [c.64]

Небольшие концентрации НС1 (до 0,1%) снижают набухание, видимо, вследствие сжатия диффузного слоя. При этих концентрациях катионообменный процесс играет еще незначительную роль. С ростом концентрации этот процесс протекает более интен -сивно. Замещение ионов кальция (глина кальциевого типа) на водород способствует росту набухания. Ионообменный процесс, как известно, продолжает интенсифицироваться с ростом концентрации электролита, однако при концентрации выше 1,0%, видимо, превалирующую роль уже играет коагуляция глины (особенно при больших концентрациях). [c.68]

Количественные различия в изменениях показателей набухания глин можно объяснить физико-химическими свойствами реагентов, энергией связи между молекулами или ионами реагента с поверхностью глинистой частицы. Уменьшение величины К2 возможно также за счет снижения сольватизации реагента. [c.72]

Вследствие набухания полимерноГ кислоты в водных растворах солей повышается скорость диффузии ионов в зернах полимера, что ускоряет реакцию ионгюго обмена и вовлекает в нее все сульфогруппы полимера, несмотря на его нераство )нмость. [c.354]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология