Каолинит обмен катионами

Эти результаты подтверждают во всех существенных чертах точку зрения, согласно которой в случае любой положительной части связывания 51 — О, А1 — О или А1 — ОН преимущественно адсорбируется ион гидроксила. В этом случае ОН- будет притягивать противоположный ион , который представляет обычно рассматриваемый обменный катион. Из этих и подобных результатов, полученных для каолина , рассчитано, что 8,5- 10 связей на квадратный сантиметр боковой поверхности должны участвовать в образовании монтмориллонитовой частицы, что находится в очень хорошем согласии с результатами опытов, представленными на фиг. 335. Главная масса экспериментальных точек лежит выше теоретических кривых, свидетельствуя о том, что частицы в действительности Стремятся приблизиться к максимальному числу ненасыщенных связей. [c.331]

Наиболее распространенным минералом группы каолинита является каолинит. Он образует плотные мелкозернистые массы или кристаллизуется в виде чешуек. Реже встречаются пластинчатые кристаллы каолинита размером до 1 мм. Каолинитовые глины в основном белые и мягкие они не содержат обменных катионов. Для каолинита характерна только ионная поверхностная адсорбция, способность [c.329]

Как правило, алюмосиликаты являются катионитами, но на некоторых из них наряду с обменом катионов может происходить обмен анионов (например, на монтмориллоните, каолините, полевых шпатах группы содалита и канкринита гидроксильные ионы [c.174]

Бентонит — осадочная порода, состояш,ая в основном из глинистых минералов группы монтмориллонита кроме них в бентонитах содержатся также гидрослюды, каолинит, сепиолит, палыгорскит и др. Отличается высокой дисперсностью, пластичностью, способностью к катионному обмену, сорбционными свойствами. Синонимы — бентонитовая глина, отбеливающая глина, местные названия — кил, асканит, гумбрин и т. д. [c.178]

Как правило, алюмосиликаты являются катионообмен-никами, но на некоторых из них наряду с катионным обменом может происходить также обмен анионов, например монтмориллонит, каолинит, полевые шпаты обменивают гидроксильные ионы на ионы С1", ЗОГ, РОГ- [c.39]

СОЛИ, И так как они представляют собой слабые кислоты, то содержащиеся в них ионы водорода могут также замещаться катионами. Поэтому каолинит имеет небольшую обменную емкость, примерно одинаковую для катионов и анионов. [c.29]

Следует проводить четкое различие между полной обменной емкостью, равновесной сорбцией и скоростью обмена. Полная емкость зависит от химического состава глины и для катионов уменьшается в таком порядке монтмориллонит>иллит>каолинит (см. табл. 3). Сорбция — равновесный процесс и зависит от термодинамики обмена, состава раствора и его концентрации в отличие от полной емкости сорбция зависит от выбранного катиона и катионной формы глины, с которой он находится в равновесии. Скорость обмена — кинетическая характеристика и зависит от величины поверхности твердого вещества и скорости диффузии катионов из раствора в твердое вещество и наоборот. Благодаря тому что каолинит быстро диспергируется и обмен ионов протекает на поверхности частиц, а также вследствие слабого на- [c.32]

Чпакетов, между тем как в каолините обменные катионы размещены только по краям. В палыгорските большинство обменных 2 катионов находится на краях кристаллов и лишь немногие на ч/ спайных поверхностях. В глинах с относительно небольшим ко-личеством адсорбированной воды, недостаточным для развития Ч. полных гидратных оболочек, катионы, вероятно, окружают края Ч чешуек и удерживаются непосредственно у контактов или вблн-зи поверхности глинистого минерала. [c.17]

В глинистых минералах степень поверхностной диссоциации зависит от типа обменного катиона. Так, для На-глин она на два по-порядка выше чем для Са-глин, причем степень поверхностной диссоциации возрастает с уменьшением концентрации глины в суспензии до определенного предела. После достижения этого предела, составляющего для фракции менее 1 мкм Ыа-каолина и Ма-монт-мориллонита соответственно около 0,11 и 0,04%, поверхностная диссоциация остается постоянной и ДЭС получает полное развитие. [c.52]

Исследованиями Ф. Д. Овчаренко и Э. Г. Агабальянца уста-повлено, что количество связываемой глиной извести в несколько раз больше ее обменной емкости. Этот процесс зависит от природы минералов. В водных суспензиях при комнатной температуре палыгорскит реагирует с большим количеством извести, образуя больше гидросиликата кальция, чем монтмориллонит и особенно каолинит [18]. Несмотря на большое поглощение глиной извести в присутствии щелочи, часть обменных катионов натрия удерживается глиной. [c.181]

Диспергирование вызывает возрастание емкости обмена из-за разрушения водопрочных микроагрегатов, в которых часть обменных катионов блокирована. Особо склонны к такому микроагрегированию кальций- и магнийзамещенные глины, в то время как у натриевых бентонитов это практически не наблюдается. В еще большей степени емкость обмена возрастает из-за вызванных диспергированием структурных изменений. Из рис. 9 видно, что с увеличением дисперсности емкость обмена растет значительно больше у глинистых минералов с устойчивой кристаллической решеткой (иллит, каолинит). У этих минералов обменная емкость определяется в основном нарушением связей на краях алюмосиликатных пакетов, резко увеличивающихся при измельчении. У минералов с подвижной решеткой (монтмориллонит, нонтронит) обменная емкость на 80%, по Р. Гриму, определяется замещениями на базальных поверхностях, вследствие чего диспергирование не может сильно отразиться на ней. По В. С. Шарову, после пяти суток измельчения в шаровой мельнице емкость обмена каолинита возрастает с 8 до 100 мг-экв/100 г глины. После растирания в течение 72 ч емкость обмена каолинита выросла в 8,8, а монтмориллонита — в 1,9 раза. В. Келли и Г. Дженни рентгенографически обнаружили, что структура минералов при этом постепенно разрушалась., Некоторые авторы считают, что для полного исчезновения структуры каолинита необходимо 96-часовое растирание или даже половина этого времени. [c.79]

ЕП и виды катионов, находящихся в обменных положениях, являются хорошими показателями коллоидной активности глины. Глина с высокой ЕП, подобная монтомориллониту, сильно набухает и образует вязкие суспензии при низких концентрациях глинистых частиц, особенно когда в обменном положении находится ион натрия. Напротив, каолинит сравнительно инертен независимо от вида обменных катионов. [c.147]

Вследствие низкой емкости каолинита и агрегации его частиц, зависящей от состава контактируемого раствора, статические методы и методы с применением обычных колонок не пригодны для исследования равновесной сорбции на каолините. Чтобы преодолеть эти трудности, Тамерс и Томас [20] медленно пропускали питающий раствор через непрерывно. перемешиваемую суспензию, поддерживая таким образом состав внешнего раствора приблизительно постоянным. В растворах галогенидов щелочных ме-талов обмен катионов и анионов протекал одновременно. Хотя, как показали опыты по изотопному обмену, равновесие между раствором и твердым веществом устанавливается очень быстро, обменная емкость уменьшается со временем и ее конечная величина.зависит, от природы и концентрации применяе-1 0Г0 татиона. (рис. 8). Эти результаты мджцо легко [c.50]

Различия в поведении, наблюдаемы при обмене катионов и анионов, можно объяснить тем, что катионы участвуют в обмене, связанном со слабой степенью изоморфного замещения, в равной степени, как и в обмене в сфере поверхностных гидроксильных групп, а анионы участвуют только в обмене на поверхности. В течение нескольких лет существовала иная гипотеза [21], согласно которой катионный обмен на каолините объясняется небольшой, но измеримой степенью изоморфного замещения последние исследования на тальке и пирофиллите подтверждают эту точку зрения [22]. Состав талька выражается идеальной формулой MgзSi40lo(OH)2, и в выбранном образце происходило замещение кремния на алюминий и железо с участием катионов натрия и калия, уравнивающих заряд. Образцы, переведенные в Н+-форму с помощью электродиализа, давали при титровании раствором едкого натра емкость, равную 0,0023 мг-эк 1е, независимо от размера частиц. Однако каолинит и пирофиллит имеют емкости 0,01 — 0,06 и 0,04 мг-экв/г соответственно, причем зависящие от размера частиц. Пирофиллит имеет структуру, сходную со структурой талька, с той лишь разницей, что магний замещается алюминием. Тот факт, что алюминий (ионный радиус 0,57 А) может заместить кремний (0,57 А) в тетраэдрических слоях, а магний (0,78 А) не может, обусловливает большую емкость каолинита и пирофиллита по сравнению с тальком. Однако в настоящее время нет достаточных данных, чтобы сделать выбор между двумя различными механизмами вероятно, в каолините могут иметь место оба механизма. [c.52]

Обмен катионов каолинита. Десорбция в системах — каолинит — s l (раствор) и Ag — каолинит — AgNOa (раствор). [c.111]

Среди отложений подвижного прибрежного мелководья на глубинах 30-50 м образуются толщи переслаивания, в которых глинистые прослои сильно опесчанены. Содержание алевро-пес-чаного материала в них достигает предельных значений, содержание карбонатов — до 5% и более, примесь органического вещества преимушественно гумусового типа незначительна. Глинистая фракция характеризуется полиминеральным составом (преобладают иллит, хлорит, каолинит), размеры чешуек до 3 мкм. Содержание обменных катионов натрия и кальция не превышает 1-3. Проницаемость пород по газу 10"2 мД, характерна значительная литогенетическая микротрещиноватость. Породы такого облика практически не могут быть покрышками, авторы рассматриваемой классификации относят их к VI классу. [c.292]

Грим (1953) утверждал, что в структуре каолинита имеется очень небольшое изоморфное замещение катионов. Возможно, что наблюдаемая емкость катионного обмена этого вещества является результатом катионных вакансий решетки. В случае пенабухающих решеток, таких, как каолинит, способные к обмену катионы адсорбируются на внешней поверхности частиц. Фрипьят (1963) рассмотрел вопрос о емкости катионного обмена каолинита п сделал вывод, что наибольшее количество алюминия яамещалось в тетраэдрах, расположенных в углах решетки. Обработка кислотой приводит к растворению алюминия в угловых тетраэдрах. [c.410]

Обстоятельный обзор работ по исследованию поверхностных свойств алюмосиликатов был дан Фрипьятом (1963). В частности, была обсуждена роль поверхностных гидроксильных групп и адсорбированной воды в проявлении адсорбционных свойств этих веществ. Было показано, что с поверхности алюмосиликатных катализаторов крекинга и каолинита поверхностные гидроксильные группы удаляются легче, чем с поверхности силикагеля. Алюмосиликаты достигают определенной степени дегидроксилирования приблизительно при 200°. Для достижения того же состояния дегидроксилирования силикагелей необходилш более высокая температура. Было найдено, что на алюмосиликатах, прокаленных при 300°, адсорбировано больше воды, чем на обработанных таким же снособом образцах кремнезема. В случае набухающих решеток монтмориллонита и вермикулита это может быть обусловлено способностью межслоевых обменных катионов к сильной координации молекул воды. На каолините, который не имеет межслойных поверхностей, гидратированные катионы [c.417]

В начале настоящего раздела мы подчеркивали, что метаморфизованные подземные воды отличаются развитием процессов щелочного гидролиза алюмосиликатов, когда главенствующую роль играют гидроксильные ионы. Указанные процессы протекают преимущественно в щелочных и сильнощелочных водах карбонатного типа. Термодинамический анализ процессов взаимодействия алюмосиликатов с гидроксильными ионами позволил нам выделить основнью реакции щелочного гидролиза алюмосиликатов в метаморфизованных водах I и II подзон, где в основном наблюдается этот процесс (табл. 23). Материалы таблицы свидетельствуют о том, что доминирующими продуктами щелочного гидролиза являются монтмориллонит, гиббсит, натрово-кальциевью полевые шпаты, хлорит, иллит. Их образование зависит от pH среды, качественного состава и концентраций макрокатионов метаморфизованных вод и обменных катионов водрнос-ных пород. Сопоставление тепловых эффектов реакций гидролиза и температурных условий I—II подзон показывает следующее. В условиях I подзоны приоритетны экзотермические реакции 2, 3, 7—9,11,12,15,23. Здесь щелочному гидролизу в основном подвержены каолинит и анальцим. В щелочных водах продуктами гидролиза являются монтмориллонит и гиббсит. В сильнощелочных водах гидролиз каолинита и монтмориллонита завершается образованием натрово-кальциевых полевых шпатов и хлорита. [c.124]

Емкость обмена, состав обменных катионов и pH являются важными показателями при определении типа и подтипа почвы. При использовании этих данных необходимо проанализировать как величину емкости обмена по профилю, так и количество обменных катионов, сопоставляя их с механическим и валовым составом и количеством гумуса. Емкость обмена в различных почвах колеблется в широких пределах — от 1—2 до 50—60 мг- экв, а в торфянистых горизонтах и горизонтах лесной подстилки поднимается до 100—150 мг-жв на 100 г почвы. Величина емкости обмена зависит от механического состава (количества илистой и коллоидальной фракций), минералогического состава этих фракций и количества гумуса. В песчаных почвах емкость обмена наименьшая (1 —5 мг - же на 100 г почвы), в супесчаных она возрастает до 7— 10 мг - же, в суглинистых до 15—20 мг - же и в глинистых до 25—30 мг-жв на 100 г почвы. Гумусированные горизонты профиля всегда характеризуются более высокой емкостью обмена, так как гумусовые вещества обладают емкостью обмена, достигающей 200—500 мг-жв на 100 г гумусовых веществ. Среди минеральных колло-вдов наибольшей емкостью обладает монтмориллонит (60—100 мг-жв), наименьшей — каолинит (3—15 мг-жв). В процессе почвообразования емкость обмена, с одной стороны, возрастает за счет образования и накопления в почве гумуса, а с другой — уменьшается в результате разрушения коллоидальной части почвы. Необходимо поэтому внимательно проследить изменение величины емкости обмена по профилю по сравнению с материнской породой. Если емкость обмена в верхних горизонтах выше, чем в материнской породе, и постепенно уменьшается с глубиной параллельно уменьшению количества гумуса, можно сделать вывод о биологической аккумуляции органических коллоидов в верхней части профиля за счет гумусовых веществ. В случае резкого уменьшения емкости обмена в верхней и средней частях профиля по сравнению с материнской породой несомненны процессы разрушения [c.214]

Александре ( hem. Zbl., 1945, I, 754) при изучении адсорбции уксусной кислоты из водных растворов бентанола, этанола, бензола, толуола, S2 и I, на каолине также нашел уменьшение адсорбируемости с увеличением дипольного момента растворителя. Адсорбция описывается уравнением изотермы Бодекера — Фрейндлиха. Влияние на ионообменный процесс неэлектролитов, растворенных в растворах электролитов, описано в работе Вигнера и Мюллера. Они исследовали обменные реакции на пермутитах из растворов солей щелочных металлов с добавками различных сахаров высокой концентрации в качестве неэлектролитов. Было найдено, что добавка тростникового сахара (1,3 MO.ij.i) не влияет иа обмен катионов. Добавление виноградного сахара (0,555 мол1л) изменяет обмен приблизительно на 1%, что лежит еще в пределах ошибки опыта. Полученные результаты объясняются тем, что большие молекулы декстрозы и тростникового сахара полностью или частично закрывают доступ в узкие поры каркаса геля. Это подтверждается целым рядом новых работ, в том числе работой тех же авторов по адсорбции хлорида метиленового голубого на кальциевом пермутите (ситовой эффект) и на глине. [c.355]

Каолинит. Рентгенограммы ориентированных препаратов Ка-, К-, Са-, Mg-, А1-замещенных форм каолинита имеют идентичную кристаллическую структуру всех монокатионных форм [8] (рис. 13). На всех рентгенограммах глуховецкого каолинита наблюдаются строго фиксированные базальные рефлексы 001 с постоянным ==7,16 А. Это свидетельствует о прочном сочленении структурных пакетов ио плоскостям спайности и о том, что обменные катионы в межпакетное пространство не проникают. [c.52]

Б. П. Никольский показал приложимость закономерностей катионного обмена к обмену анионов. Подобно тому как катионная емкость увеличивается с возрастанием pH, кислотная функция глин — анионная емкость — возрастает с падением pH [51]. Границы анионной емкости приведены в табл. 4, из которой видно, что она может достигать довольно больших значений. Бентониты имеют сравнительно небольшую анионную емкость, которая, в зависимости от наличия в структуре гидроксилов и их доступности, в 2—30 раз меньше ,1атионной. У гидрослюдистых глин (иллита) катионная и анионная емкости различаются незначительно. Зато, вопреки мнению некоторых авторов (Л. Дина и Э. Рубинса), у каолина анионная емкость может быть несколько выше катионной. Это следует. связывать с гидроксилами, экспонированными на его базальной плоскости. У галлуазита анионный обмен еще больше, в 10—40 раз превышая катионную емкость. Впрочем, из-за указанных особенностей методики определения емкости анионного обмена, сопровождающейся разрушением кристаллической решетки, к этим данным надо подходить с известной осторожностью, как и к значениям отношений емкостей катионного и анионного обмена, которые, по У. Шоэну, в среднем у монтмориллонита — 6,7, у каолина — 0,5 и иллита 2,3. [c.66]

В зависимости от добавки щелочи, природы глины и содержания ее в суспензии щелочь может загущать или разжижать буровые растворы. Концентрированные суспензии каолина и других малоколлоидальных глин щелочными добавками (каустика, кальциниро ванной соды, пирофосфата натрия, жидкого стекла и др.) обычнс коагуляционно разжижаются. Такого рода обработки давно применяются в керамике при обогащении каолинов и улучшении литьевых свойств шликеров. У глин с высокой коллоидальностью уже небольшие добавки каустика вызывают коагуляционное загустевание Щелочные катионы активно вступают в ионный обмен с глино и усиливают ее набухание и пептизацию. Как показывают наши изме рения (табл. 6), сама щелочь необменно поглощается глиной и вызывает ее разложение. Такое действие щелочи активирует поверхность глинистых минералов и усиливает стабилизацию, производимую другими реагентами. В результате взаимодействия со щелочьк глинистое вещество может полностью разложиться до исходны окислов. [c.98]

Если минерал находится в виде суспензии в водном растворе и молекулы воды могут проникать между отдельными слоями ячеек, то катионы минерала свободно перемещаются и могут обмениваться с катионами, присутствующими в растворе. Таким образом, катионообменная емкость этих двух типов глинистых минералов частично увеличивается благодаря обмену, происходящему на краях и углах граней, как в каолините, но в большей степени вследствие замещения катионов, находящихся в межпло-скостных пространствах. Степень последнего зависит от интенсивности изоморфного замещения, но, как правило, она значительно выше, чем в первом случае. В результате катионообменные емкости этих двух типов минералов намного превышают их анионообменные емкости (табл. 3). Кроме того, если катионообменная емкость каолинита может значительно возрастать при уменьшении размера частиц, то емкость глин других типов гораздо в меньшей степени зависит от этого параметра. В каолинитовых глинах отдельные ячейки связаны в направлении оси с слабыми силами Ван-дер-Ваальса и водородными свя-9ЯМИ, вследствие чего минералы очень быстро дне- [c.30]

Значения, представленные для ряда образцов, могут сильно изменяться в каждом отдельном случае в Зс висимостн от его происхождения н состава. В тех случаях, когда обмен происходит на краях н углах, емкость в значительной степепн зависит от размера частиц, например каолинит и нллит. Если в основном обмениваются катионы, расположенные во внутренних слоях, вли яние размера частиц невелико. [c.31]

З.ча сипя, представленные дли ряда образцов, могут сильно изменяться В каждом отдельном случае в зависимостгг от его, происхождения и состава. В т х случаях, когда обмен происходит на краях и углах, емкость в значи-тельйой степепи зависит от размера частиц, яапример каолинит и иллит. Если в основном обмениваются катионы, расположенные во внутренних слоях, влияние размера частиц невелико. [c.31]

С увеличением теплот смачивания возрастают относительные пределы изменения модулей сдвига, условного статического предела текучести, медленной эластичности X, статической пласти.чности П , периода истинной релаксации 01 и условного модуля деформации. Величины быстрой и медленной б2 эластической и пластической 1Т деформаций изменяются в небольших пределах. Следовательно, катионный обмен позволяет широко изменять толщину гидратных оболочек дисперсных систем, стабилизируя или коагулируя при соответствующем замещении катиона структуры суспензий и изменяя тем самым общую величину сил молекулярного взаимодействия, не имея при этом широких возможностей для направленного изменения структурно-механического типа системы (рис. 2). Полученные закономерности являются аналогичными и в дисперсиях природных слоистых силикатов часовъярский монотермит (каолинит + гидрослюда), черкасская па-лыгорскит-монтмориллонитовая глина (палыгорскит + монтмориллонит) и др. [c.226]

Но иногда вещество адсорбируется необратимо в отношении чистого растворителя. Этот тип необратимой адсорбции характерен для коллоидов, подвергающихся коагуляции, и случаев, когда адсорбент удерживает адсорбированное вещество вследствие химических изменений, происшедших во время адсорбции. Обменная адсорбция — это типичный случай необратимой адсорбции. Обменная адсорбция происходит, когда адсорбентами являются нерастворимые электролиты, напримерг кремневая кислота, каолин, гидроокись железа, гидроокись алюминия и т. д., причем анионы и катионы адсорбируются в разной степени. Обменная адсорбция хорошо обнаруживается при применении легко адсорбируемых солей, кислот и органических красителей. В некоторых случаях только [c.88]

Основным фактором оценки свойств системы глина — вода служит твердость водной пленки, образующейся на поверхности глинистых частиц. Грим и Катберт наблюдали, что переход полностью твердой воды в адсорбируемом слое в жидкую воду сопровождается особенно большими изменениями этих свойств. Индивидуальные черты различных глинистых минералов и обменные ионы (см. А. III, 275 и ниже) также имеют некоторое влияние на стабилизацию воды. Реакция между каолином и галлуазитом с водой требует особенно длительного времени. Должно пройти некоторое время после смешивания данной керамической глины, прежде чем полностью разовьются пластичные или связывающие свойства. Однако в монтмориллонитовых глинах вода сразу же сорбируется всеми имеющимися поверхностями, но и здесь природа адсорбируемых катионов, например натрия или кальция (см. А. III, 291), играет важную роль в поведении глин, как это-видно по диагенезу соответствующих осадков. В природе иллитовые или гидрослюдистые осадки имеют тенденцию к развитию типичных слоистых текстур. [c.318]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология