Ионный обмен, применение для

Б. Химические методы обработка дезактивирующими растворами, ионный обмен, применение ультразвука, электрохимические процессы. [c.28]

Радиоактивность из жидких растворов может быть удалена несколькими методами выпариванием, соосаждением, ионным обменом. Применение того или иного метода переработки радиоактивных отходов зависит от солевого состава раствора и величины радиоактивности. Наиболее дорогим является метод выпаривания, хотя им широко пользуются для концентрирования радиоактивности. Проблема удаления радиоактивных продуктов из сбросных вод обсуждалась многими авторами [1—6]. Здесь рассмотрим вопросы возможности использования ионообменных мембран для деионизации радиоактивных сбросных вод [c.137]

Ионный обмен основан на применении специально изготовленных зернистых материалов — катионитов и анионитов. Катиониты — это практически нерастворимые в воде соли или кислоты, катион которых способен вступать при определенных условиях в обменную реакцию с катионами раствора. Таким образом, катионит сорбирует из раствора катионы, заменяя их на эквивалентное количество катионов, которыми он был предварительно заряжен. Аниониты — это основания или соли, анионы которых способны к обмену с анионами раствора. После проведения регенерации катиониты и аниониты готовы к следующему циклу работы. Ионный способ обмена применяется для умягчения и обессоливания соленых вод с общим солесодержанием до 2—3 г/л. [c.5]

Существует много способов исследования кислотных (основных) свойств гетерогенных катализаторов [28]. В общем виде их можно классифицировать следующим образом сопоставление с активностью катализаторов в модельных реакциях, титрование взвесей катализаторов растворами слабых оснований (или кислот) в присутствии индикаторов, ионный обмен, адсорбция оснований (кислот) из газовой фазы или из неполярных растворителей, термометрическое титрование, определение гидроксильных групп химическими или изотопными методами либо с помощью ЯМР. Каждая из перечисленных групп имеет свои модификации, достоинства и недостатки, а также области применения. Однако универсальный метод, позволяющий решать все вопросы, связанные с исследованием кислотных свойств катализаторов, в настоящее время отсутствует. [c.382]

В заключение необходимо отметить широкое применение ионообменной адсорбции для извлечения и разделения ионов. Ионный обмен применяется для умягчения и очистки воды, извлечения ценных компонентов, например урана, золота, серебра. Сейчас нет производства по переработке урановых руд, в котором пе применялась бы ионообменная адсорбция. Ионный обмен используется для разделения редкоземельных элементов, что позволило получать нх в больших количествах и с высокой степенью чистоты. Раньше для этой цели применяли перекристаллизацию, производительность которой несравненно меньше. Ионообменная адсорбция является одним из важных методов в аналитической химии. [c.172]

В настоящее время процессы ионообменной сорбции находят все более широкое применение в промышленности. В частности, путем ионного обмена производятся умягчение и обессоливание воды, очистка различных растворов, улавливание и концентрирование ценных металлов из разбавленных растворов, разделение смесей веществ и т. д. В ряде случаев ионный обмен может успешно конкурировать по технико-экономическим показателям с процессами ректификации, экстракции и др. Этому способствует простота аппаратурного оформления ироцессов ионного обмена. [c.581]

Ионный обмени его применение. Изд. АН СССР, 1959, (319 стр.). Сборник статей различных авторов — крупных специалистов по ионному обмену. Отдельные статьи содержат сведения о классификации ионитов, их химическом составе и методах синтеза о теории ионного обмена и ионообменной хроматографии о применении ионитов в аналитической химии и технологии неорганических веществ, в промышленности, медицине о сорбции органических соединений. Каждая глава снабжена обширным библиографическим списком. [c.489]

Ионный обмен используют в кожевенной, гидролизной, фармацевтической промышленности для очистки растворов, а также для удаления солей из сахарных сиропов, молока, вин. С помощью ионитов улавливают ионы ценных элементов из природных растворов и отработанных вод различных производств. Промышленное производство многих продуктов жизнедеятельности микроорганизмов (антибиотиков, аминокислот) оказалось возможным или было значительно удешевлено благодаря использованию ионитов. Применение ионного обмена позволило усовершенствовать методы качественного и количественного анализа многих неорганических и органических веществ. [c.304]

Методы ионного обмена. Рассмотренные методы все-таки не дают той степени умягчения, которая требуется для некоторых областей применения воды кроме того, они громоздки и связаны со значительными расходами реагентов. В последние годы широкое распространение получили методы ионного обмена. Твердые материалы, способные к ионному обмену с окружающей средой, получили название ионитов. Сюда относятся различные вещества неорганические и органические, природные или синтетические. Одним из простейших ионообменных материалов является сульфоуголь, получаемый обработкой бурых углей концентрированной серной кислоты при нагревании. В настоящее время наибольшее значение приобрели различные ионообменные смолы, вырабатываемые на основе синтетических полимеров. В зависимости от того, какие ионы в этих смолах обмениваются — катионы или анионы, — различают катиониты и аниониты. Иониты представляют собой твердые электролиты, у которых один поливалентный ион является нерастворимым, а ионы противоположного знака способны к обмену на ионы, находящиеся в окружающем растворе. [c.70]

Органические иониты. Многие органические вещества, такие, как уголь, целлюлоза, проявляют незначительную ионообменную способность [43]. Эти свойства можно повысить, проводя соответствующую химическую обработку соединения (например, окисление действием серной или азотной кислоты). При этом возникают новые группы, способные к ионному обмену (—ОН —СООН —ЗОзН). Применение таких ионитов ограничено вследствие их неустойчивости к действию щелочей. [c.372]

Ионный обмен в динамических условиях находит широкое применение для умягчения и деминерализации воды в колоночном варианте. Процесс ионообменной деминерализации осуществляется в две стадии [c.111]

К решению любой аналитической задачи с применением процессов ионного обмена многие исследователи до сих пор подходят эмпирическим путем, в лучшем случае определяя коэффициенты распределения исследуемых ионов на ионите. Подобный подход не является строгим, поскольку величина коэффициента распределения при ионном обмене зависит от параметров опыта (концентрации раствора, pH [c.133]

Способность к ионному обмену многих неорганических веществ, главным образом алюмосиликатов, известна давно. Уже в конце прошлого столетия некоторые природные и синтетические алюмосиликаты нашли применение для умягчения воды, очистки сахарного сиропа от калия. Однако известные в то время неорганические иониты (глинистые минералы, синтетические алюмосиликаты — пермутиты) обладали низкой химической устойчивостью и небольшой обменной емкостью, ограничивших их применение. Появление синтетических ионообменных смол привело к длительному забвению неорганических ионитов. Однако развитие в послевоенные годы радиохимии и атомной энергетики потребовало создания радиационно и термически стойких ионообменных материалов, обладающих к тому же высокой селективностью. Этим требованиям не удовлетворяли имевшиеся в то время органические ионообменные смолы, и внимание исследователей разных стран вновь привлекли неорганические соединения. [c.670]

Сорбция воды и набухание. Набухание ионитов играет важную роль в ионном обмене от него зависят такие факторы, как доступность ионогенных групп и скорость установления ионообменного равновесия. Изменение объема ионита — сжатие или расширение, связанные с сорбцией воды, необходимо учитывать при практическом применении ионитов при заполнении колонок, при переводе ионита из одной ионной формы в другую. [c.693]

Ионный обмен получил широкое применение в хроматографии, которая стала основой разделения и аналитического исследования смесей различных соединений. [c.71]

Четкость разделения элементов при ионном обмене можно увеличить применением комплексообразующих реагентов. Разработаны ионообменные смолы, обладающие комплексообразующими свойствами в их состав входят активные группы, способные к образованию специфичных комплексов с определяемыми ионами. Существует ряд природных ионообменников, специфичных к определенным ионам, т. е. способных поглощать только один-два иона. Усилия химиков направлены на синтез подобных высокоселективных смол, обладающих большой емкостью Интересной и важной областью применения таких смол является концентрирование редких и драгоценных металлов из морской воды. [c.111]

В настоящее время ионный обмен находит щирокое практическое применение в самых различных отраслях народного хозяйства. Имеются специальные монографии и сборники по этой теме (см. например, [14]). Мы ограничимся рассмотрением лишь отдельных примеров. [c.176]

Важнейшие области применения. Начало применения редкоземельных элементов относится ко второй половине прошлого столетия. Тогда они использовались в производстве газокалильных сеток и колпачков для осветительных газовых фонарей [1]. В последнее десятилетие XX в. в различных странах проведены многочисленные исследования, которые указывают на весьма перспективное использование соединений РЗЭ и самих металлов в черной и цветной металлургии, силикатной промышленности, радио- и электротехнике, квантовой электронике, ядерной технике и т. д. Внедрение новых современных методов, таких, как ионный обмен и экстракция, в практику разделения РЗЭ дало возможность получить достаточно чистые индивидуальные соединения и использовать во многих случаях их уникальные свойства. Применению РЗЭ и их соединений посвяш,ено много статей в отечественной и зарубежной литературе. В них подробно рассмотрены эффективность и целесообразность использования редкоземельных элементов. Ниже приведены лишь наиболее важные и интересные области применения. [c.86]

Методом ионного обмена можно отделять и концентрировать нптраты. Описано концентрирование нитратов из воды пропусканием ее через анионит Амберлит 1 R-4 В в хлоридной форме [6]. Прп элюировании 1%-ным раствором хлорида достигается 10-кратное концентрирование нитратов. Ионный обмен применен для отделения нитратов от хлоридов и гидрокарбонатов [7] с применением двух катионитов. Первый, в Ag -форме, удаляет хлориды, а второй, в Н+-форме, сорбирует серебро, вытесненное из первого. В кислом растворе после выхода из катионита в Н+-форме разрушается гидрокарбонат. [c.119]

Эти соли полезно использовать в качестве МФ-катализатора в тех случаях, когда анион катализатора должен переходить в органическую фазу намного хуже, чем реагируюш,ий анион (по терминологии Брендстрёма такой процесс называется препаративная экстракция ионных пар). Изо всех обычных анионов наиболее подходящими являются бисульфат и хлорид. Во многих случаях можно использовать бромиды, однако применение иодидов часто вызывает трудности, особенно в тех случаях, когда в реакцию вводят алкилиодиды, что вызывает образование в ходе реакции дополнительных количеств иодид-ионов. При этом наблюдается отравление катализатора, которое состоит в том, что весь катализатор экстрагируется в форме иодида в органическую фазу и реакция останавливается. Так же как и в случае гомогенных реакций с предварительно полученной аммониевой солью, в системах с иодидами большую роль может играть ионный обмен. Следует подчеркнуть, что такой обмен в большинстве типичных МФК-реакций не является необходимым. Однако в некоторых реакциях в присутствии катализаторов добавление небольших количеств иодида ускоряет процесс иодид обменивается с галогенидом в алкилирующем агенте, делая его более активным (КХ+1 —Таким способом можно влиять на соотношение С/О-изомеров, образующихся при алкилировании амбидентных анионов (см., например, [1716]). [c.82]

Такие катализаторы, состоящие из чистого цеолита, не находят применения на действующих установках из-за высокой стоимости и чрезмерной активности. Однако введение сравнительно небольщих количеств цеолита в 5102, АЬОз или аморфный катализатор позволяет получать высокоактивные, селективные и стабильные катализаторы. Установлено, что цеолит V более активен, селективен и стабилен, чем цеолит X. Содержание цеолита V в цеолитсодержащем катализаторе можно снизить до 3—10%. Предпочтительно применять цеолитсодержащие катализаторы с высоким силикатным модулем (отношением 5102 к АЬОз) — не менее 5. Многие промышленные катализаторы на базе цеолитов ХиУ производят после введения ионным обменом катионов редкоземельных металлов и на алюмосиликатной основе. [c.56]

Природными ионитами оргаршческого происхождения являются, например, гумусовые вещества, молекулы которых содержат карбоксильную группу, способную к ионному обмену. Составляющие почву вещества обладают амфотерными свойствами и поэтому могут обменивать как катионы, так и анионы. Природные иониты не нашли широкого технического применения, так как имеют ряд недостатков, в частности, они химически нестойки, не обладают достаточной механической прочностью. [c.165]

В гидроэлектрометаллургии нашли применение различные способы разделения кoмпoнeнtoв раствора, например, осаждение малорастворимых соединений, вытеснение, экстракция, адсорбция, ионный обмен и электрохимические способы. [c.240]

Выделение в осадок следовых количеств элемента — сложная задача. Применение соосаждения ограничено растворимостью веществ, явлениями коллоидообразования и трудностями, возникающими в связи с ними при фильтровании, а также проблемой выделения и дальнейшей переработки столь малых количеств осадка. Перед осаждением вводят специальный коллектор, который в отличие от матрицы не мешает при последующих операциях и при осаждении увлекает с собой следовые количества элементов. Например, проводят осаждение в виде сульфидов, используя в качестве коллектора Нд2+ или Аз +, которые затем испаряются при нагревании, а в остатке концентрируются следовые количества определяемых элементов. Действие коллектора основано на образовании смешанных кристаллов, соединений, ионном обмене, адсорбции и других явлениях, например зародышеобразовании. Наряду с сульфидами коллекторами могут служить галогениды серебра, Ре(ОН)з, Мп02- сН20 и др. [c.422]

Набухающие полимеры и пористые полимеры с жестким скелетом. Давно известны многие органические набухающие сорбенты— природные, например крахмал и целлюлоза, и синтетические. Среди последних широкое применение в аналитической практике для препаративного выделения различных ионов и устранения жесткости воды приобрели набухающие в водных растворах полимеры, содержащие функциональные группы, способные к ионному обмену — иониты. В сухом состоянии такие полимеры практически не имеют пор. Если эти полимерные сорбенты содержат полярные функциональные группы, например гидроксильные (целлюлоза, крахмал), амино- (многие аниониты) и сульфогруппы (катиониты), то они сорбируют пары таких полярных веществ, как спирты и особенно вода. Эта сорбция сопровождается набуханием полимера, что проявляется как в увеличении его объема, так и в обширном сорбционном гистерезисе. В отличие от капиллярно-конденсационного гистерезиса в адсорбентах с жестким скелетом, начинающегося при достаточно высоких относительных давлениях пара после обратимой начальной части изотермы адсорбции (см. рис. 3.4, 3.5 и 5.2), сорбционный гистерезис в органических набухающих сорбентах простирается вплоть до относительного давления пара р1ро = 0. [c.112]

Способностью к ионному обмену обладают некоторые природные соединения, например алюмосиликаты. Однако более широкое применение получили синтетические ионообменники, которыми обычно служат полимерные материалы. В качестве примера полимеров, служащих основой (матрицей) для ионитов, можно назвать сополимеры сти-)ола с дивинилбензолом и метакриловой кислоты с дивинилбензолом. онит состоит из матрицы, на которой имеется большое число функциональных групп. Последние или вводятся в мономер или в реакционную смесь при полимеризации, или прививаются к полимеру после полимеризации. Функциональные группы способны диссоциировать в растворе, при этом ионы одного знака заряда остаются на ионите, а ионы другого знака заряда переходят в раствор. В зависимости от того, какие ионы переходят в раствор, различают катиониты и аниониты. [c.348]

Селективность. Под селективностью понимают свойство ионита в одних, и тех же условиях по-разному вступать реакции ионного обмена с разными ионами. Для пояснения селективности существуют определенные модели, но область их применения крайне ограниченна [44]. В соответствии с молекулярной теорией селективность ионита по отношению к ионам равных зарядов определяется степенью ассоциации активных групп ионитов с про-тивоионами. В зависимости от плотности активных групп в ионите между ними (группами, способными к ионному обмену) возникает сила отталкивания, что является фактором, способствующим набуханию ионитов. Действию этой силы противодействует сила структурного взаимодействия. На основании изложенного можно сделать вывод, что селективность ионита возрастает с увеличением степени сшитости ионита, обменной емкости и с увеличением концентрации раствора, проходящего через ионит. Райс и Харрис-153] дали количественное описание селективности, применимое для оценки селективности ионита в неводных средах, но непригодное для ионитов с низкой степенью сшитости и с высокой набухаемостью. В ряде теорий исходят из представления о границе раздела фаз ионит — раствор как о полупроницаемой мембране. В этом случае применимо уравнение Доннана 142], и можно сделать вывод, что селективность ионита зависит от его набухания или-обменного объема. При этом не учитывают межионные взаимодействия, особенно сильные в случае ионитов с высокой обменной емкостью. Поскольку все указанные теории не являются общими, при оценке селективности ионита применяют следующие простые правила [54] [c.376]

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]

Ионный обмен связан с процессом взаимодиффузии противоионов. Стадией, определяющей скорость обмена, является взаимоди4х )узия противоионов или внутри ионита ( гелевая кинетика ) или через пленку раствора вокруг зерна ионита ( пленочная кинетика ). Пленка имеет толщину порядка 10 2—10 см и не удаляется при перемешивании раствора. Для измерения коэффициентов диффузии в ионитах наиболее удобно применение радиоактивных изотопов. [c.99]

Применение ионообменников в осадочной хроматографии основано на осуществлении трехстадийного процесса 1) ионный обмен, связанный с вытеснением иона-осадителя из ионита 2) реакция вытесненного иона-осадителя с хроматографируемыми ионами, приводящая к образованию труднорастворимых соединений 3) сорбционное закрепление осадка на ионите-носителе. [c.203]

Практическое применение ионный обмен и иониты нашли при решении таких важных задач, как обессоливанне, замена одного иона на другой (ионообменный синтез), разделение сложных смесей с целью очистки, анализа или препаративного выделения тех или иных веществ (ионообменная хроматография). [c.684]

Ионообменными свойствами обладают некс искусственные минералы. Для них характерна селективность, термическая устойчивость. Из этой группы иони юв применение получили главным образом природные и синтетические гидроалюмосиликаты (цеолиты, иермутиты, глаукониты), содержащие щелочные или щелочноземельные металлы, елезо и др. Ионообменными свойствами обладают и гидроксиды (железа, алюминия, бария и проч.), а также многие органические вещества — древесина, целлюлоза, лигнин, крахмал, желатина, шерсть, гумус, торф, гудрон, сульфированный уголь и проч. Однако для практических целей их почти не применяют, так как они не имеют достаточно высокой обменной емкости, стойкости в обрабатываемых средах и т. п. [c.302]

Получение чистых препаратов ионным обменом со смолой в Си +-фор-ме (метод Сиеддинга [31]), обычно применяющимся для разделения РЗЭ, в отношении скандия не нашло применения он вымывается вместе с медью, что вызывает необходимость дополнительной очистки его от меди [32]. Для отделения скандия от РЗЭ и ТЬ, а также от таких примесей, как 2г, Ре, Т1, А1, Са, можно проводить сорбцию на катио- [c.26]

ТОГО циркония и чистого гафния представляет собой самостоятельный передел. Для разделения 2г и НГ предложено более 60 способов, которые можно объединить в следующие основные группы 1) дробная кристаллизация 2) дробное осаждение 3) адсорбция и ионный обмен 4) экстракция 5) селективное окисление и восстановление 6) ректификация. Из всех этих способов промышленное применение нашли дробная кристаллизация фтороцирконатов и фторогафнатов калия, экстракция роданидов циркония и гафния метилизобутилкетоном и экстракция нитратов трибутилфосфатом. Некоторые эффективные методы разделения (например, ионный обмен) применимы только в небольших масштабах, другие перспективные методы (например, ректификация и селективное восстановление) не вышли еще из стадии лабораторных исследований и опытной проверки. [c.330]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология