Скорость ионного обмена

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]

Скорость ионного обмена между двумя фазами, а также установление ионообменного равновесия связано с природой ионитов, хроматографируемых веществ и техникой эксперимента. [c.287]

Размер зерен ионита оказывает влияние на скорость протекания раствора через ионит и на скорость ионного обмена (разд. 7.3.1.2), что показано на рис. 7.15 для катионита в Н -форме. Ионный обмен с основаниями может происходить в различные промежутки времени. Наличие частиц небольших размеров способствует ускорению установления равновесия обмена между ионитом и анализируемым раствором, но при этом снижается скорость протекания раствора через ионит вследствие большого сопротивления ионита. [c.374]

Соотношение между емкостью до проскока и полной емкостью колонки зависит от длины и ширины колонки и от ширины переходного слоя. Чем уже переходный слой, тем резче фронт выходных кривых. Остроту фронта можно сравнить с крутизной полос в методах хроматографии она зависит от состояния равновесия ионообменного процесса (селективность) и от скорости ионного обмена. Скорость ионного обмена увеличивается с уменьшением размеров зерен ионита, возрастанием степени поперечной сшитости и повышением температуры. Скорость движения ионов зависит от обменной емкости ионита, скорости потока и значения pH растворителя. [c.379]

Скорость электронного обмена между соприкасающимися телами намного превосходит скорость ионного обмена. При этом на границе раздела устанавливается электронное равновесие (рис. 54, а) [c.194]

Таким образом, скорость ионного обмена определяется числом поперечных связей, расположением и степенью ионизации активных групп в ионите, валентностью и объемом обменивающихся ионов. [c.102]

Кинетика ионного обмена. Стадией, определяющей скорость ионного обмена, является взаимодиффузия ионов внутри ионита (гелевая кинетика) или через пленку раствора вокруг зерна ионита (пленочная кинетика). Пленка имеет толщину порядка 10 — 10 см и не разрушается при перемешивании раствора. [c.178]

Размер зерен ионита. Размер зерен — очень важный параметр для подбора наилучших условий работы ионита, так как он определяет скорость ионного обмена, гидравлическое сопротивление и степень взрыхления ионита при промывке методом противотока, равномерность заполнения хроматографической колонки неподвижной и подвижной фазами. [c.691]

Интересно отметить, что с увеличением концентрации бензола в органической фазе общая концентрация Q+ падает, однако в разной степени для Q+ С1 и Q+ ОН. Это, по-видимому, связано как с различиями в сольватации соли и гидроксида, так и с различиями в скоростях ионного обмена в растворителях разного состава [46]. [c.32]

Ионообменные смолы должны удовлетворять следующим требованиям они должны обладать высокой обменной способностью (обменной емкостью) хорошими кинетическими свойствами (достаточной скоростью ионного обмена) механической прочностью, химической устойчивостью по отношению к кислотам, щелочам, окислителям и восстановителям нерастворимостью в воде и органических растворителях должны легко регенерироваться и иметь длительный срок службы. [c.346]

Сравнительная оценка скорости ионного обмена хелоновых смол по изменению во времени значения pH и электропроводности системы свидетельствует о замедленности этого процесса Лимитирующей стадией может быть либо диффузия, либо комплексообразование [548, 561—563]. Однако для таких катионов, как Са2+, M.g +, 2п +, Со +, характерна лабильность в мономерных хелатах (см. разд 3 2), и нет оснований предполагать, что закрепление на смоле приводит к их инертности. [c.297]

Для полимеров, построенных на основе комплексонов 2-го типа (поликомплексоны 24 4 и 2 4 5), равновесные статические обменные емкости составляют 1—2 ммоль экв/г в зависимости от природы катиона и значений pH [545, 546]. При этом не наблюдается определенной избирательности, что может быть связано с большей стерической доступностью комплексонной группы в результате ее более свободного закрепления в каркасе полимера По скорости ионного обмена в статических условиях, охарактеризованной по изменению во времени значения pH рас- [c.298]

Изучена кинетика обмена ионов щелочных металлов (Na, Li, К) в воде и 60%-ном метаноле на катионообменнике КУ-2 [116]. Скорость ионного обмена хлоридов из 1 М растворов уменьшается в ряду К+ > Na+ > Li+ в среде 60%-ного метанола обмен лития замедляется, а обмен натрия и калия ускоряется по сравнению с водными растворами. Ниже приведены константы равновесия обмена [c.43]

Основные требования к ионитам, используемым для очистки сточных вод, следующие высокая обменная емкость, хорошие кинетические свойства (высокая скорость ионного обмена), достаточная устойчивость по отношению к кислотам, щелочам, окислителям и восстановителям, нерастворимость в воде, органических растворителях и растворах электролитов и ограниченная набухаемость. [c.177]

Сущность работы. Иониты характеризуются рядом физико-химических и физико-механических свойств. К первым относятся обменная емкость, способность ионита к регенерации, скорость ионного обмена, химическая стойкость. [c.93]

Стадией, которая обычно определяет скорости ионного обмена, является диффузия ионов либо внутрь самого ионообменника, либо внутрь тонкой пленки раствора, окружающего последний, в зависимости [c.87]

Скорость ионного обмена при постоянной температуре и постоянной скорости потока, согласно экспериментальным данным, пропорциональна произведению концентрации, например, ионов кальция в воде и квадрату концентрации натрия в смоле. [c.479]

Скорость ионного обмена цеолитов регулируется диффузией ионов внутри кристаллического каркаса. В работе [31] было показано, что для сферических частиц скорость обмена на первых стадиях подчиняется уравнению [c.588]

На основании изложенного сделан вывод, что повышение температуры в процессе разделения положительно влияет не только иа форму хроматофафической кривой, ио и иа весь процесс разделения. Повышение температуры, как правило, приводит к улучшению разрешения. Аналогичная картина наблюдается для зависимости ВЭТТ и формы хроматофафической кривой от градиента температуры (вдоль колонки). Показано более сильное влияние иа форму хроматографической кривой фадиента температуры по сравнению с одноступенчатым изменением температуры вследствие непрерывного изменения скорости ионного обмена вдоль колонки. Хроматографические кривые более симметричны, хвостовая часть значительно подавлена (при условии выбора подходящего градиента), разрешение улучшается и время, необходимое для разделения, уменьшается. [c.68]

Многочисленными исследованиями было показано, что в 0,1 М и более концентрированных растворах скорость ионного обмена определяется внутренней диффузией, а в 0,001 М и более разбавленных— внешней диффузией. [c.154]

Для расчета скорости ионного обмена требуется знание коэффициентов переноса ионов в ионите, в качестве которых могут использоваться коэффициенты самодиффузии индивидуальных ионов или эффективные коэффициенты взаимодиффузии [20]. Коэффициенты диффузии обычно рассчитывают по данным экспериментальных измерений, используя три способа исследований 1) метод постоянно обновляемого раствора 2) метод ограниченного объема раствора 3) измерение электрической проводимости ионитов. [c.538]

Можно принять, что сильнокислотные и сильноосновные иониты при всех условиях полностью или почти полностью диссоциированы. Известно, что солевые формы стабильны и не гидролизуются при промывке. При переводе в солевую форму изменение объема невелико и для смол в кислой форме, и для смол в основной или солевой форме наблюдаются высокие скорости ионного обмена. Однако соли слабокислотных и слабоосновных смол неустойчивы и медленно гидролизуются при промывке водой. При переводе их в солевую форму происходит большое изменение объема хотя эти смолы в солевой форме показывают высокие скорости ионного обмена, будучи переведены в свободные кислоты или основания, они реагируют очень медленно. [c.18]

Скорости ионного обмена [c.22]

Бойд, Адамсон и Мейерс установили, что в зависимости от условий скорость ионного обмена может лимитироваться либо диффузией в зерне смолы (гелевая [c.22]

В пределах ошибки опыта практически нет различия между теплотами активации у этих двух образцов ионитов. Тем более нет никаких оснований считать, что теплоты активации увеличиваются с ростом степени сшивки и все же скорость ионного обмена у смолы с 5% сшивки дивинилбензолом в 6,6 раз превышает скорость у смолы с 17% сшивки. Кроме того, теплота активации для обоих смол одного порядка с теплотой активации диффузии простых неорганических ионов в воде или в водных растворах. Это является серьезной причиной, побуждающей рассматривать диффузию в зерне в основном как диффузию в водной среде. Однако если принять, что вся вода внутри зерна доступна для диффузии ионов, и рассчитать коэффициент диффузии, окажется, что для смолы с 5% сшивки он должен быть всего в 1,5 раза больше, чем для смолы с 17% сшивки. Для объяснения практической величины этого отношения, равной 6,6, следует допустить, что диффузионной средой служит не вся вода внутри зерен смолы, поскольку часть ее связана с ионами смолы как вода гидратации. Расчет показывает, что для получения указанного выше результата [c.23]

Скорости ионного обмена в неводной среде [3044]. [c.486]

Скорость ионного обмена [3101]. [c.486]

Скорость ионного обмена при адсорбции никотина карбоксильными смолами [3183]. [c.487]

Уравнение скорости ионного обмена [c.105]

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]

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]

Если скорость ионного обмена между кристаллом и раствором намЕЮГо превосходит скорость электронного обмена, то на границе раздела устанавливается ионное равновесие (рис. 54, б) и контактная разность потенциалов определяется разностью работ выхода ионов германия [c.194]

Скорость ионного обмена на обычно используемых ионитах велика — равновесие устанавливается за доли минуты, иногда за несколько минут. Ионный обмен — процесс хемосорбционный, состоящий из внешней диффузии сорбируемого иона к поверхности зерна сорбента, затем внутренней его диффузии в зерне к зоне химической реакции и обратной диффузии вытесненного десорбируемого иона внутри зерна и в растворе. Обменные химические реакции внутри ионитов обычно идут со скоростями, значительно большими, чем диффузия ионов, которая при этом и лимитирует процессы ионного обмена. Эти процессы подчиняются закономерностям диффузионной кинетики, причем взаимодействия между растворами электролитов с малой концентрацией поглощаемых ионов и ионитами большой обменной емкости при малой степени сшивки лимитируются чаще всего внешней диффузией, а в концентрированных растворах и при больших степенях сшивки — внутренней диффузией. Скорость диффузии и обмена возрастает с уменьшением размера зерен ионита. [c.307]

Удерживание разделяемых ионов в колонке пропорционально обменной емкости ионита. Для используемых в И. X. полимерных ионитов емкость 3-6 мг-экв/г, для ионитов на основе силикагеля с привитыми к его пов-сти функц. группами-на порядок ниже. При равном размере зерен (обычно 5-15 мкм) иониты на основе силикагеля обладают более высокой скоростью ионного обмена, что повыщает эффективность хроматографич. колонок, однако их гидролитич. устойчивость при pH > 8 недостаточна. Для увеличения эффективности исла теоретич. тарелок) колонки с полимерными ионитами обычно используют при повыш. т-рах (Й-80°С) при этом увеличиваются коэф. диффузии ионов в фазе ионита. [c.264]

Скорость ионного обмена определяется самой медленной из последовательных стадий диффузии — диффузией в пленке либо диффузией в толще зерна. Существенное влияние на скорость процесса оказывает концентрация растворов. Так, обычно внешнедиффузиоииая пленочная кинетика определяет скорость обмена лишь при концентрациях ний4е 0,01 г-экв л. При более высоких концентрациях скорость обмена определяется смешанной диффузией в зерне и пленке, либо диффузией в зерие. [c.140]

Врем необходимое для нейтрализации 50% функциональных групп ионообменника, является еще одним параметром, выражающим скорость ионного обмена. Сначала определяют время нейтрализации 40% и 60% групп (Н-форма катионообменника, ОН-форма анионообмеиника), а затем интерполяцией получают время 50%-ной нейтрализации. [c.100]

Поскольку мы делали все время довольно грубые до-пушения, следует считать, что совпадение в определении числа молей гидратной воды у иона водорода, полученное в трех различных методах (сорбция неэлектролитов, кинетика ионного обмена и набухание), вполне допустимое. Идея о разделении внутренней воды на свободную и гидратационную, вероятно, разумна, однако допущение постоянства количества молекул воды, входящей в гидратную оболочку фиксированных ионов и противоионов смолы, независимо от степени сшивки смолы, является почти наверняка грубым упрощением. Чем больше степень сшивки смолы и, следовательно, чем меньше набухший объем, тем меньше расстояние между подвижными и фиксированными ионами и тем сильнее взаимодействие между ними. Это взаимодействие стремится вытеснить молекулы воды из гидратной оболочки катиона и уменьшить степень его гидратации. Таким образом, в случае иона, находящегося в смоле с высокой степенью сшивки, определение количества молей воды, входящих в его гидратную оболочку, будет приводить -к более низким результатам, чем в случае того же иона, находящегося в смоле с малой степенью сшивки. В некотором отношении это подтверждается приведенными выше цифрами. Количества молей воды, входящих в гидратную оболочку иона водорода, найденные с помощью определения сорбции неэлектролитов или подсчитанные из скоростей ионного обмена, получены в обоих случаях в результате экстраполяции к бесконечно большой степени сшивки они поэтому представляют собой верхние пределы этой величины, равные 4 г-моль/г-ион и соответственно 5 г-моль1г-ион. Значения, полученные из определений набухшего объема, являются результатом [c.26]

Следует отметить, что скорость ионного обмена невелика время установления равновесия в лучщем случае составляет 10—15 мин, достигая в некоторых процессах десятков и сотен часов. Оно определяется диффузией ионов в растворе и зерне и самой химической реакцией обмена ионов. Поскольку последняя значительно быстрее скоростей диффузии ионов, то общая скорость процесса в большинстве случаев лимитируется диффузией в ионите (внутренняя диффузия) либо в растворе (внешняя диффузия). Так как скорость диффузии в твердом теле обычно на порядок меньше, чем в жидкости, то она в основном и лимитирует процесс, В этом случае путем изменения внешних условий процесс трудно ускорить. Внешняя диффузия становится лимитирующей стадией лишь при очень малых концентрациях растворов, с<0,01 мэкв/л. [c.88]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология