Смолы ионообменные равновесие

К наиболее слабокислотным катионитам следует отнести некоторые феноло-формальдегидные смолы. Ионообменные смолы этого типа отличаются очень малой скоростью установления сорбционного равновесия (равновесие устанавливается не ранее, чем через 200—400 ч), поэтому они не нашли практического применения. Однако феноло-формальдегидные смолы можно модифицировать, сообщая им высокую кислотность введением в структуру смолы сульфогрупп. Сульфированию подвергают либо исходный фенол, либо смолу на промежуточных стадиях ее образования. Такими путями были получены полифункциональные катиониты марки КУ-1, МСФ (отечественного производства), вофатиты Р и Д, амберлит Ш-100, дауэкс-30 и др. [c.65]

В связи с тем, что ионообменное равновесие подчиняется закону действующих масс, поведение радиоактивного иона зависит от количества присутствующего в воде неактивного изотопа-носителя и степени, с которой эти изотопные ионы действуют как носители. Из практики очистки солесодержащих вод известно, что через один объем набухшей смолы можно профильтровать 60—80 объемов речной воды с содержанием 0,5 г/л растворенных солей, после чего наблюдается начало проскока через фильтры радиоактивных изотопов. [c.86]

В той мере, в какой обмен ионов в смолах аналогичен реакции двойного обмена в растворах, к ионообменным равновесиям приложим закон действующих масс. [c.133]

При расчетах ионообменных равновесий следует иметь ввиду, что сумма всех видов противоионов в смоле (мг-экв) всегда остается постоянной и равна числу функциональных групп, образующих фиксированные ионы в [c.134]

Так или иначе гидролиз солевых форм сильноосновных анионитов, несомненно, оказывает влияние на ионообменное равновесие, что наиболее отчетливо должно проявляться в динамических условиях хроматографического процесса. Если же учесть, что ионитовые смолы в последнее время стали использоваться в процессах с весьма жестким режимом (высокие температуры, давления, скорости фильтрации и т. п.), то становится понятным, какой большой интерес представляет собой знание закономерностей гидролиза солевых форм ионитов для теории и практики ионообменной хроматографии. [c.48]

Брокман-Хансен считает, что скорость реакции, а также конечное равновесие зависят от произведения растворимости анализируемого соединения (ВА) и от константы ионообменного равновесия (К ), которая является свойством смолы (КН). [c.112]

Ионообменное равновесие между хлористым натрием, хлористым калием, водой и смолой дауэкс-50 [3360]. [c.478]

Важная особенность ионообменных равновесий состоит в том, что, согласно уравнениям (25-68) или (25-75), отношение количеств иона в смоле и в растворе для двух ионов с равной величиной зарядов не зависит от концентрации. С другой стороны, в случае обмена ионов с разной величиной зарядов из закона действующих масс или теории Доннана следует, что селективность смолы по отношению к более высоко заряженному иону возрастает по мере разбавления раствора [c.567]

Коэффициент селективности является константой только в том случае, если отношения коэффициентов активности в смоле и в растворе постоянны. Отношение коэффициентов активности в растворе обычно постоянно для разбавленных водных растворов, но для смолы оно заметно изменяется в зависимости от состава смолы. К сожалению, не существует простого метода измерения или расчета активностей в смоле. Соответственно ионообменное равновесие, как правило, описывают в виде коэффициентов селективности, даже если их числовые значения не являются постоянными в широком интервале экспериментальных условий. [c.590]

Поскольку ионообменное равновесие должно установиться по всему объему смолы, т. е. и внутри зерен смолы, то размеры последних также влияют на скорость достижения равновесия, которая оказывается тем выше, чем меньше размеры зерен. [c.173]

Максимальная эффективность использования обменной емкости достигается только при проведении ионообменного процесса в динамических условиях, на колонках. В статических условиях емкость обмена смолы реализуется всегда-лишь частично вследствие установления ионообменного равновесия. В промышленности используют ионообменные системы с движущимся слоем смолы и системы с кипящим слоем (т. е. в противотоке), которые обеспечивают непрерывность процесса. [c.83]

Как указывалось выше, состав растворителя в фазе ионита может значительно отличаться от его состава в жидкой фазе. В предыдущем разделе отмечалось также, что этот факт определенным образом сказывается на распределении неэлектролитов между раствором ш ионитом. Естественно ожидать, что различие в составе внешнего и внутреннего растворов должно оказывать влияние и на поглощение электролитов. Как правило, проникновение электролита в ионит усиливается при добавлении к равновесной системе смола — водный раствор какого-либо растворителя с низкой полярностью [14]. Ионообменные равновесия в смешанных растворителях зависят также от ряда других факторов (например, от образования ионных пар) и исследованы в значительно меньшей степени, чем аналогичные процессы, протекающие в водной среде. Ниже без каких-либо попыток теоретического рассмотрения этой проблемы кратко приводятся немногие данные, которые могут представить интерес для химика-аналитика. [c.135]

В большинстве исследований с применением ионообменных смол состояние равновесия устанавливается достаточно быстро. Но в очень разбавленных растворах электролитов и особенно при работе с сильносшитыми ионитами для установления равновесия необходимо несколько дней и даже месяцев. Если имеет место большой градиент копцентрации [23] или наблюдается [c.363]

Рис. 3. Скорость установления ионообменного равновесия нри обмене иа 1 — ионообменник на основе белой сажи и сульфированного полистирола 2 — смола КУ-2. Стрелкой показан момент извлечения препаратов из раствора и повторного погружения через

Неудовлетворенность свойствами смол и старых неорганических обменников заставила искать новые, лучшие по качеству неорганические ионообменные соединения. Нашли, что некоторые из неорганических ионообменников не поддаются действию радиации. Кроме того, многие из них обладают высоким коэффициентом селективности в отношении цезия, что в ядерных лабораториях является очень ценным свойством. Так как они набухают и сжимаются при изменениях во внешних растворах значительно меньше ионообменных смол, их используют также в теоретических исследованиях ионообменного равновесия, где набухание должно быть очень низким. Однако ионообменные реакции на неорганических обменниках протекают намного медленнее, чем со смолами, и емкость их значительно меньше. [c.285]

Хотя изменения в температуре оказывают небольшое влияние на коэффициенты селективности ионообменных смол, обменное равновесие на фосфате циркония заметно зависит от температуры. Например, коэффициент селективности цезия относительно водорода в условиях, приведенных в последнем разделе, изменяется от 150 при 5 °С до 17 при 72 °С. [c.292]

Характерной особенностью поглощения рутения на ионообменных смолах является также очень медленное установление равновесия. Все приведенные выше результаты (рис. 1—5) относятся к поглощению за одни сутки. Это время обычно вполне достаточно для установления ионообменного равновесия. Однако при длительном выдерживании раствора над смолой (при периодическом тщательном перемешивании) сорбция рутения на всех смолах сильно возрастает и достигает равновесного состояния только за период времени от 6 месяцев до 1 года. На рис. 6 приведены типичные примеры зависимости поглощения рутения от времени выдержки раствора со смолой. [c.156]

Для многих теоретических расчетов, связанных с изучением ионообменных процессов, необходимо определение степени набухания ионитов в смешанных растворах электролитов. Она также имеет важное практическое значение, так как изменение набухаемости смолы в процессе ионного обмена оказывает существенное влияние на положение ионообменного равновесия. Кроме того, резкие колебания набухаемости ионитов связаны с эффектами разбавления или концентрирования рабочих растворов, а при большой величине давления набухания может произойти размельчение зерен смолы и даже разрушение колонок, содержащих ионит [26]. [c.15]

Поскольку количество В, поглощаемое смолой из раствора в ряде опытов, увеличивается с ростом концентрации В в растворе, некоторые ранние попытки выражения обменных равновесий формулировались на основе изотермы адсорбции Фрейндлиха или других эмпирических уравнений. Однако во всех современных расчетах предполагается строгая эквивалентность А и В. Основные работы по теории ионообменных равновесий можно сгруппировать следующим образом в соответствии с концепцией, используемой при обработке данных [c.125]

Хотя количественный подход к ионообменным равновесиям на основании закона действующих масс, когда константы равновесия выражены через концентрации, а не через активности, является приближенным, все же во многих случаях он оказывается весьма полезным. На основе так называемых концентрационных констант ионного обмена могут быть, например, построены ряды сродства катионов к данной смоле, позволяющие предвидеть возможности ионообменных разделений. [c.171]

Наконец, в неводных органических растворителях степень электролитической диссоциации ПАВ уменьшается симбатно с понижением диэлектрической проницаемости растворителя [26, 27], что приводит к уменьшению концентрации ионов ПАВ в растворах одинаковой аналитической концентрации при замене воды органическим растворителем. Уменьшение же концентрации ионов ПАВ в растворе смещает ионообменное равновесие в сторону перехода ПАВ из смолы в раствор. Следует учитывать и меньшее набухание ионообменных смол в неводных растворителях и обусловленное этим преимущественное поглощение ионов незначительных размеров, вытесняющих более крупные ионы ПАВ в раствор [28—30]. [c.54]

Для наилучшего использования ионообменных смол необходимо учитывать несколько факторов 1) структуру обменников и влияние ее на свойства смолы 2) ионообменное равновесие, [c.14]

Скорость установления ионообменного равновесия зависит от скорости диффузии ионов внутрь зерен смолы, размера зерен, степени сшнвки смолы, концентрации ионов в растворе и других факторов. [c.8]

Грегор понимал, что в приведенном выше уравнении не учитывается обычное межионное взаимодействие, которое следует ожидать в очень концентрированных растворах электролитов, и ввел дополнительный член, отражающий влияние этого взаимодействия. Глюкауф критиковал теорию Грегора на том основании, что член ионного взаимодействия значительно превышает осмотический член. Рассматривая ионообменные смолы как концентрированные растворы электролитов и применяя правило Харнэда, Глюкауф оценил величину члена ионного взаимодействия и получил хорошее согласование с экспериментальными данными по избирательности. Члены уравнения, отражающие ионные взаимодействия, зависят от эффективной концентрации ионов в смоле, т. е. от влагосодержания, которое в свою очередь зависит от упругих свойств сшитого каркаса смолы и от возникшего осмотического давления. В обеих концепциях подчеркивается решающее влияние упругих свойств смолы на ионообменное равновесие с тем различием, что Грегор исходит из прямого влияния упругих сил на осмотический член, а Глюкауф — из их косвенного влияния на член ионного взаимодействия. [c.27]

Иониты, применяемые в аналитической химии, должны, быть высокооднородными по гранулометрическому составу. Величина зерен может быть от 0,15 до 1,0 мм в диаметре в зависимости от назначения смолы. Для тонкослойной хроматографии и оснащения микроколонок используют порошкообразные иониты. Качество ионообменных смол характеризуется их сорбционной емкостью и химической стойкостью. Активность сорбента (или его емкость) условно характеризуют количеством электролита, поглощаемого единицей массы ил и объема сорбента. Емкость сорбента определяют в статических и динамических условиях. Статическая обменная емкость (СОЕ) соответствует ионообменному равновесию между ионитом и раствором электролита определенной концентрации. [c.198]

Исследования ионообменного равновесия и кинетики адсорбции показали, что макросетчатая смола должна быть намного менее чувствительна к природе растворитепя, чем обычная. Макросетчатые смолы могут выдерживать попеременное смачивание и высушивание размеры частиц их не уменьшаются, т.е. эти смолы показывают лучшую физическую стабильность по сравнению с обычными смолами. Более того, они не ухудшают заметно своих свойств при многократно замене водной среды на неводную. [c.87]

Нами разрабатывались методики для исследования свойств ионитов и определения таких важных сорбционных констант, как емкость поглощения ионитов и константы ионообменного равновесия. С помощью радиохроматографического метода была изучена динамика сорбции меченных рз фосфат-ионов на неорганических сорбентах (хроматографическая окись алюминия, пермутит) [51—57], а также па апионообмснных смолах [56]. Предложена радиохроматографическая методика определения емкости поглощения ионитов [55, 56], проведено определение емкости поглощения катионитов [58, 59] и анионитов [58, 60] различными методами в сопоставлении с радиохроматографическим методом. Введено понятие стандартной единицы массы ионита — единица массы лгат-рины ионита [61—63], [c.82]

Наиболее важная работа по выяснению влияния фиксированных ионных групп на селективность выполнена Эйзепманом и Карреманом [13, 14]. Она посвяш,ена исследованию не ионообменных смол, а электродных стекол. В этой работе были получены ряды, качественно характеризуюп ие степень влияния состава стекла на потенциал электрода при заданной концентрации различных ионов. Правда, относительное влияние различных ионов на потенциал стеклянного электрода зависит не только от условий равновесия, определяюп] их селективность, но и от ряда других факторов. Однако Эйзен-ману [15, 16] удалось вполне убедительно доказать, что ионообменное равновесие различных ионов с фиксированными группами электродного стекла играет решаю-п] ую роль при определении рядов сродства. Для алюмо-силикатных стекол с постоянным содержанием кремнезема (50 атомных %) было установлено, что селективность закономерно изменяется с ростом отношения Ка/А1 [c.130]

Полученные препараты обладают важным преимуществом перед существующими органическими ионообменными смолами большой скоростью установления ионообменного равновесия, особенно при малых концентрациях ионов в растворах. В качестве примера на рис. 2 сопоставлены кривые установления ионообменного равновесия в растворе N301 концентрации 2 Л для ионита КУ-2 и для полученного нами ионообменника на основе белой сажи и полистирола с последующим сульфированием. Как следует из рисунка, в нашем случае скорость установления равновесия значительно выше. Интересно такн е отметить, что на минерально-органических ионообменных материалах скорость установления ионообменного равновесия не лимитируется внутренней, так называемой гелевой , диффузией ионов, как это имеет место в случае обычных ионообменных смол. Этот вывод подтверждается рис. 3. Стрелкой указан момент извлечения сорбента из раствора на 12 час. [c.169]

Рис. 4. Скорость установления ионообменного равновесия в системе Н+-форма смолы КУ-2—0,1 N КаС1

Изменить состояние ионообменного равновесия можно путем введения в раствор комплексообразователей. При этом часть ионов, изучаемого элемента или переходит в форму, не поглощаемую ионитом, или, наоборот, превращается в форму, сорбируемую смолой. Введение подходящих комплексообразователей особенно эффективно при ионообменном разделении смесей близких по свойствам ионов. Например, в случае разделения редкоземельных элементе В и С на катионите КА с помощью растворов лимонной кислоты коэффициент разделения /Сразд будет определяться соотношением [c.187]

Влияние природы функциональной группы в мембране и связь между БИП и сопротивлением мембраны. Природа функциональной группы в ионите может оказать большое влияние на ионообменное равновесие. Порядок избирательности щелочных ионов для сульфированных смол является обратным порядку, наблюдаемому для карбоксильных смол. Поэтому, естественно, для данной пары противоионов значение БИП также зависит от природы групп, входящих в состав смолы. Так, Грегор и др. [037, 43], измеряя БИП для системы Li /K, получили заметно большие абсолютные значения с карбоксильными мембранами, чем с сульфированными мембранами, что указывает на относительную легкость проникновения К в первую смолу по сравнению со второй. Солнер с сотр. сообщили, что абсолютное значение БИП для сильноосновного типа коллоидных мембран [GIB] намного больше, чем для протаминоколлоидных мембран [025]. [c.86]

В зависимости от знака разряда функциональных групп ионообменные смолы являются катионитами или анионитами. Катиониты содержат кислотные функциональные группы [—ЗОз —СОО —РОз —Ы(СНгС05)], поэтому каркас катионита, несущий фиксированные отрицательные заряды, заряжен отрицательно. Отрицательные заряды каркаса компенсируются положительными зарядами противоионов, так что в целом катионит остается электронейтральным. Однако противоионы, в данном случае катионы, в отличие от функциональных групп каркаса обладают подвижностью и могут переходить в раствор в обмен на эквивалентное количество ионов из раствора. Этот обмен приводит к установлению подвижного равновесия между ионами, находящимися в фазе смолы, и ионами в растворителе. Наиболее распространенными катионитами являются сульфокислоты, образованные сульфированными продуктами сополимеризации стирола и дивинилбензола. Это отечественные смолы КУ-2, СДВ-3 и др., иностранные дауэкс-50, амберлит Ш-120 и др. Сульфокатио-ниты характеризуются высокой химической стойкостью и механической прочностью, большой скоростью установления ионообменного равновесия. [c.352]

Механизм ионообменных реакций, при которых образуется слабый электролит в фазе раствора или ионита, подобен механизму реакции нейтрализации, поскольку смещение ионообменного равновесия происходит в результате связывания иона Н+ или ОН" в малодис-социированную ионную пару, но не между собой, а с другими ионами — в растворе или смоле. С другой стороны, в этих системах, в отличие от систем с нейтрализацией, происходит эквивалентное замещение ионов в обеих фазах без изменения общей концентрации электролитов, и, что весьма важно, раствор наряду со слабой кислотой или основанием содержит сильный электролит, имеющий общий с ними ион. [c.60]