Ионный обмен сродство

Ионный обмен. Ионообменная адсорбция состоит в том, что практически нерастворимый адсорбент способен диссоциировать с поверхности и поглощать из раствора катионы или анионы, выделяя одновременно в раствор эквивалентное число катионов или анионов другого рода, имеющих меньшее сродство к данному адсорбенту. [c.339]

Расположение ионов по обменному сродству в разбавленных растворах соответствует их порядку размещения в лиотропных рядах Гофмейстера. [c.121]

Применяя иониты, селективные по отношению к определенным ионам, можно оказывать влияние на состояние равновесия ионного обмена. Чем больше сродство ионита к иону по сравнению со сродством к иону Н+, тем полнее проходит ионный обмен в верхнем слое ионита и тем меньше переходный слой. [c.379]

Для близких по свойствам ионов с одинаковым зарядом ионный обмен со смолой будет тем выше, чем больше радиус иона. Так, для ионов щелочных и щелочноземельных металлов сродство к катионитам растет в ряду [c.417]

Ионный обмен. Ионный обмен, основанный на различном сродстве компонентов смеси к смоле, широко используется как метод разделения [93—94], поэтому теоретически его можно применять для определения содержания различных частиц в смеси. Однако будучи прекрасным методом для качественных исследований, ионный обмен неудобен и неточен для количественного определения констант устойчивости. Ионообменные смолы подразделяются на два основных класса катиониты, в которых отрицательно заряженные группы, например сульфо- или карбоксигруппы, входящие в состав смолы, взаимодействуют с катионами (9.21), и аниониты, в состав смолы которых входят положительно заряженные четвертичные аммониевые группы (9.22).. [c.160]

Для двухфазных цеолитсодержащих систем весьма важным является соотношение концентрации катионов в аморфной и кристаллической фазах. Поэтому для направленного синтеза ЦСК важно знать закономерности ионного обмена в чистом компоненте и аморфной матрице, а также в ЦСК. Такие исследования были проведены в работах [81—84] они позволили установить, что цеолит в составе ЦСК подвергается более глубокому ионному обмену по сравнению с индивидуальными кристаллами цеолита, т. е. аморфная матрица усиливает ионный обмен в цеолитном компоненте ЦСК- У цеолита сродство к ка- [c.59]

Как было показано Самуэльсоном [93] и затем подтверждено различными авторами [4, 25, 48, 90], коэффициент избирательности зависит и от общей концентрации ионов в фазе ионита, причем, различия в обменном сродстве увеличиваются с ростом этой концентрации. В свете теории Доннана такой факт можно объяснить тем, что коэффициенты активности в фазе ионита при равновесии с концентрированными растворами отклоняются от единицы больше, чем при равновесии с разбавленными растворами [93]. По этой причине селективность увеличивается с ростом степени поперечной [c.61]

Обычно ионы с наибольшим сродством к иониту вызывают наименьшее его набухание [93]. Это правило справедливо и для ионитов, выпускаемых промышленностью [10, 20], хотя имеются, по-видимому, некоторые исключения [20]. Как отмечалось Самуэльсоном [93], взаимосвязь между избирательностью и набуханием может быть объяснена тем, что силы взаимодействия ионов внутри ионита сильно влияют не только на равновесие ионного обмена, но и на содержание воды в фазе ионита. Заметное уменьшение набухания при реакциях ионного обмена обычно свидетельствует об образовании ионных пар или о наличии явлений ассоциации в фазе ионита и не связано непосредственно с размерами ионов. Это, однако, не исключает возможности существования связи между обменным сродством (или набуханием) и размерами ионов (раздел 3. 2, стр, 63) для некоторых типов противоионов. [c.64]

ДЛЯ колонки длиной 50 см. Следует отметить, что данные относятся к катиониту с зернами размером 0,60—0,75 мм, т. е. слишком крупными для аналитических целей. Тем не менее эти результаты представляют интерес для аналитика. Как правило, емкость до проскока для ионов с высоким обменным сродством [c.106]

Если ионитом поглощены ионы двух или нескольких сортов, то при элюировании можно добиться их разделения. Для разделения при элюировании используются различия в обменном сродстве [c.108]

Ионообменные смолы имеют ограниченную емкость. Обычно емкость смолы составляет 2—5 эквивалентов на килограмм сухой смолы, что соответствует 1—2 эквивалентам на литр влажной смолы. В связи с определенной предельной емкостью ионообменных смол ионный обмен оказывается особенно полезным в радиохимии. В ряде случаев ионообменное разделение основывается на различном сродстве отдельных ионов к смоле. Но обычно лучшее разделение достигается применением комплексующих агентов для селективной десорбции (элюирования) ионов. [c.40]

Глинистые минералы обладают хорошей способностью к интенсивному ионному обмену при контакте с водной фазой, благодаря чему происходит гидратация структурных элементов и, как следствие, набухание глин, приводящее к усилению тиксотропных свойств бурового раствора. Установлено, что плоские грани в структуре частиц химически активных глин — отрицательно заряженные и для компенсации заряда в этих местах обычно адсорбируются ионы натрия и кальция, обладающие высокой плотностью заряда и способностью к гидратации, что является причиной значительного усиления структурно-механических свойств глин. При контакте с поливалентной средой глинистые частицы сорбируют определенный тип катионов благодаря большому сродству их строения к обменным местам в структуре частиц. В процессе такого обмена происходит удаление воды из кристаллической [c.115]

Ка" " легче, чем ионы Н" . Было бы интересно выяснить, наблюдается ли аналогичное обращение сродства [87] при ионном обмене между жидкими фазами. [c.551]

Эрионит устойчив в кислых и нейтральных растворах и в наибольшей степени проявляет сильнокислотные свойства. Все цеолиты обладают большим сродством к ионам водорода по сравнению с ионами натрия. При исследовании ионного обмена на цеолитах необходимо учитывать участие в ионном обмене ионов водорода. [c.242]

Поскольку процесс ионного обмена подчиняется определенным стехиометрическим соотношениям, вполне естественно, что термодинамически его можно рассматривать как некоторый частный случай гетерогенных химических процессов. Последовательное применение такого подхода приводит к распространению на ионный обмен уравнения изотермы-изобары химической реакции, определяющего дифференциальное сродство процесса, и его следствия — закона действующих масс. [c.75]

Двухфазную систему можно получить, приводя набухшие частицы ионообменника в соприкосновение с водным раствором смеси компонентов. Если разделяемые компоненты образуют в растворе ионы, то эти ионы электростатически взаимодействуют с ионогенными -функциональными группами ионообменника, причем такие взаимодействия сопровождаются ионным обменом. Ионы с большим зарядом обладают большим сродством к ионо-обменнику, чем ионы с меньшим зарядом. Таким образом, характер ионообменного хроматографического разделения компонентов смеси зависит от разности зарядов этих компонентов. Средний заряд ионогенного компонента определяется зарядом иона и константой диссоциации ионогенной группы, а следовательно, и величиной pH среды. Первые две величины различны для индивидуальных компонентов смеси. Взаимодействие с функциональными группами ионообменника зависит от ионной силы раствора, а внутри частицы ионообменника оно лимитируется также возможностью диффузии ионов компонентов смеси внутрь частицы. Возможность же диффузии определяется плотностью геля, образующего ионообменник. Поскольку в данном случае эта плотность одинакова для всех компонентов, то различия в доступности функциональных групп ионообменника обусловлены только эффективными диаметрами гидратированных ионов. [c.24]

Это наиболее старая и наиболее широкая область применения ионитов. Жесткость воды, как известно, обусловлена присутствием в ней Са +, Mg2+ и других многозарядных ионов. Чтобы умягчить природную воду, ее пропускают сквозь слой катионита, связывающего перечисленные ионы. На катионите происходит ионный обмен, в результате которого высвобождается соответствующее количество ионов натрия, так что полная соленость воды остается неизменной. Содержащиеся в воде анионы свободно проходят через катионит. Многозарядные катионы преимущественно удерживаются из разбавленных растворов, поскольку у них коэффициент распределения выше, чем у иона натрия, и сильнее сродство к катиониту. Чтобы регенерировать колонку с катионитом, т. е. перевести катионит в Са +.формы вновь в Ыа+-форму, ее следует промыть избытком концентрированного раствора хлорида натрия. [c.283]

Коэффициент избирательности зависит не только от зарядов обменивающихся ионов и концентрации раствора, но и от других факторов — относительных количеств ионов в ионите и их общей концентрации, химического строения матрицы ионита, природы ионогенных групп и противоионов, температуры. Поэтому, обобщая результаты многочисленных экспериментальных работ во многих трудах по ионному обмену, авторы проводят так называемые ряды сродства или ряды селективности ионов по отношению к ионитам. В этих рядах каждый последующий ион сорбируется сильнее предыдущего. Так, при низких концентрациях раствора и комнатной температуре установлена следующая последовательность в [c.35]

Порядок расположения ионов по обменному сродству остается неизменным для большинства ионных систем и не обнаруживает специфических особенностей. Расположение ионов но обменному сродству в разбавленных растворах соответствует их положению в лиотропных рядах, или рядах Гофмейстера [c.26]

На рис. 6 и 7 иллюстрируются зависимости между концентрацией и коэффициентом активности для различных неорганических ионов 1228]. Установлено, что обменное сродство, измеряемое величиной стандартной свободной энергии образования (—Д/ °мн) для [c.27]

В ионообменной хроматографии разделение компонентов смеси достигается за счет обратимого взаимодействия ионизирующихся веществ с ионными группами сорбента. Сохранение электронейтральности сорбента обеспечивается наличием способных к ионному обмену противоионов, расположенных в непосредственной близости к поверхности. Ион введенного образца, взаимодействуя с фиксированным зарядом сорбента, обменивается с противоионом. Вещества, имеющие разное сродство к фиксированным зарядом, разделяются на анионитах или на катионитах. Аниониты имеют на поверхности положительно заряженные группы и сорбируют из подвижной фазы анионы. Катиониты соответственно содержат группы с отрицательным зарядом, взаимодействующие с катионами. [c.31]

Характеризуют И. спец. параметрами, количественно описывающими способность к обмену и селективность при обмене в многокомпонентном р-ре. Важнейшей количеств, характеристикой И. является обменная емкость-суммарное кол-во противоионов, приходящихся на единицу массы или объема И., в мг-экв/г(мл) или ммоль/г(мл). В зависимости от условий определения различают статич. и динамич. емкость. Коэф. распределения Р характеризует способность И. концентрировать извлекаемый компонент Л-, Р-отношение концентрации этого компонента в И. (с ) к его равновесному содержанию в р-ре (с ) Р = j . Для характеристики сродства (избирательности) И. к определенному иону или компоненту р-ра используют предельный коэф. распределения Р при с -> 0. См. также Ионный обмен. Избирательность зависит от структуры И., хим. строения ионогенных групп и от того, в какой форме извлекаемый ион находится в р-ре (напр., от степени его гидратации, размера, степени сольватации ионогенными и функц. группами). Макс. сольватация сорбируемого иона в фазе И. обеспечивает высокое сродство И. к этому иону. При сорбции крупных и сильно гидратир. ионов избирательность может определяться кол-вом и размером пор И., к-рые для синтетич. орг. И. зависят от типа и кол-ва сшивающего агента и инертного р-рителя, использованных при синтезе (см., напр.. Макропористые ионообменные смолы). [c.256]

Если эта реакция выполняется в замкнутой системе, то, поскольку ионный обмен является обратимым процессом, наступает равновесие. Равновесные концентрации ионов, принимающих участие в обмене, неидентичны. Они зависят как от величины относительного сродства реагирующих ионов к ионообменнику, так и от исходной концентрации. Экспериментально установлено, что сродство (или ионообменный потенциал) различных ионов к одной и той же смоле (в разбавленных растворах, <0,1 М) увеличивается с повышением ионного заряда исследуемого иона. Поливалентные ионы образуют с ионообменником более прочные связи (при одинаковых условиях), чем одновалентные ионы. Для ионов одинакового заряда сродство обратно пропорционально радиусу гидратиррванного иона. Однако это утверждение является только общим правилом существуют исключения. [c.26]

Дальнейшее развитие теория селективности получила в работах Эйземана — Линга, которые в качестве характеристики гидратации использовали не радиусы или объемы гидратированных ионов, а четко определенные энергетические величины и электростатическое взаимодействие рассматривали как непосредственную причину обращения сродства. Выводы теории Эйзе-мапа — Линга подробно описаны в сборнике Ионный обмен (Пер. с англ. Под ред., Я. Маринского. М., Мир , 1968, с. 138 144). [c.147]

Если в растворе содержится смесь двух (или более) ионов, способных к обмену, то в колонке может происходить их разделение (из-за разного сродства к иониту). Так как раствор непрерывно протекает через новые слои ионита, а в колонку поступают новые порции раствора, эффект частичного разделения, достигаемый при простом однократном встряхивании ионита с раствором, оказывается как бы многократно повторенным. Рассмотрим процесс, пропускания раствора, содержащего ионы Са-+ и, через колонку в Н+-форме. Вначале происходит количественное поглощение как ионов аммония, так и ионов йальция. Через некоторое время начинается проскок ионов аммония, сродство которых к смоле наименьшее в смеси. Количество ионов аммония в вытекающем растворе растет, затем наступает момент, когда начинается проскок ионов Са +, после чего состав вытекающего раствора постепенно изменяется до тех пор, пока составы вытекающего и поступающего раствора не станут одинаковыми (рис. 43). [c.157]

Наиболее широко в технологии редких металлов ионный [ обмен применяют для разделения лантаноидов. Лишь с освое-> нием этого метода удалось получить количества индивидуальных 1 редкоземельных металлов, достаточные для изыскания возможностей их технологического применения. При пропускании раствора смеси солей РЗЭ через колонку, наполненную катионитом, происходит частичное разделение благодаря различной способности к ионцому обмену. Ионообменное разделение основано на том, что постепенное уменьшение радиуса иона (и соответствующее понижение основности) приводит к постепенному упрочнению связи с гидратной оболочкой. Поскольку в основе прочности связывания катионов с анионными группами ионообменников лежит, по-видимому, электростатическое притяжение гидратированного катиона к отрицательной группировке, то оказывается чем больше радиус гидратированного иока, тем менее прочно он связывается. В ряду РЗЭ, таким образом, ряд сродства к катиониту имеет вид Ьа +>Се2+>Рг2+>. .. >0у + > >уз+>НоЗ+>. .. >ЬиЗ+>5сЗ+. [c.168]

В тех случаях, когда разделению подлежат ионы, сродство которых к смоле различается значительно, элюирование производится раствором кислоты Установлено, что минимальный расход этюента достигается при некоторой оптимальной концентрации кислоты При высоких скоростях протекания оптимум выражен более четко С повышением концентрации кислоты скорость элюирования возрастает вследствие смещения ионо обменного равновесия С другой стороны, высокая концентрация кислоты вызывает усадку ионита, что ведет к уменьшению коэф фициентов диффузии ионов в матрице ионита и снижает ско рость элюирования Так же действует и увеличение вязкости раствора с ростом концентрации кислоты [c.160]

Как показывают данные таблицы 1, сорбция этих ионов очень мала. Это, по-видимому, объясняется различным обменным сродством сульфат-, фосфит- и гииофосфит-ионоп к ионитам. [c.184]

Как отмечалось в предыдущем разделе, ионы различаются по их сродству к ионитам эта разница во многих случаях позволяет использовать ионный обмен для разделения ионов. Так, сорбция группы ионов смолой и последующее элюирование позволяют разделять ионы различного заряда. Порядок вымывания ионов одного заряда может определяться размером ионов. Использование элюанта с постоянно увеличивающейся ионной силой позволяет получать более острые пики элюируемых компонентов. [c.488]

В работах [69, 70] описан другой метод получения металлцеолитных катализаторов, обладающих молекулярно-ситовыми свойствами. В > а-форму морденита катионы растворимых в воДе солей платины, например [Р1(КНз)4] , не проникают, и поэтому обмен ионов На в каналах цеолита не происходит. Диаметр же окон, ведущих в полости Н-формы морденита (до 7 А), больше размеров аминокомплексных катионов платины. Это используется для приготовления катализаторов Р1-Ка-морденит. Сначала цеолит переводят в Н-форму (обработкой растворами кислот или через КН -морденит), затем ионным обменом вводят [Р1(ННз)4] и далее замещают Н на Ка" , применяя щелочные растворы солей натрия. В результате размеры окон, ведущих в хюлосги кристаллов, уменьшаются. Отметим, что катионы платины прочно удерживаются цеолитами и не вытесняются ионами натрия (речь идет о небольших количествах платины, когда цеолиты проявляют большое сродство к катионам тяжелых металлов). Продукт, содержащий меньше процента Р1 (0,2% [69]), обрабатывают в токе сухого воздуха, чтобы разложить комплексный катион, и восстанавливают водородом. Поскольку часть платины при восстановлении мигрирует на внешнюю поверх- ность кристаллов цеолита, для сохранения молекулярно-ситовой селективности требуется дополнительная обработка контактов. Для селективного отравления платиновых центров на внешней поверхности кристаллов катализатор обрабатывали при 260° С в токе водорода парами трифенилфосфина [69], молекулы которого не могут проникать в поры Ма-морденита. Полученный в результате катализатор селективно гидрировал этилен в присутствии пропилена. [c.160]

Ионный обмен может использоваться для концентрирования элементов, находящихся в следовых количествах в присутствии больших количеств других поглощающихся ионов, если только выделяемый ион обладает более высохадм ионообменным сродством, чем ионы, составляющие фон (ср. рис. 5. 3 и 9. 2). Если поглощению подлежат все способные к обмену ионы, иопит должен быть заряжен ионами, которые характеризуются более низким сродством. При выделении из растворов солей щелочных металлов и аммопия таких ионов, как кальций [50], марганец [32] и медь [56], образующих устойчивые хелатные комплексы, хелатные катиониты (дауэкс А-1) имеют значительные преимущества перед сульфоки-слотпыми (рис. 5. 20). [c.279]

Другим методом экстракции урана органическим растворителем является метод, который иногда называют ионный обмен в жидкости. Некоторые органические кислоты и основания, которые растворимы в органических жидкостях более, чем в воде, способны экстрагировать уран из водного раствора в виде растворимых в органических растворителях комплексов или солей. Подобно нейтральным фосфорорганическпм соединениям, кислые фосфорорганические соединения имеют сильное сродство к соединениям урана [10]. Например, диалкилфосфор-ная кислота в органической фазе соединяется с уранил-ионом из водной фазы по реакции [c.145]

Крюкшанк и Мире [С27, 29] на основании термодинамических исследований пришли к выводу, что большая избирательность, проявляемая смолами к ионам высокой валентности, определяется в большинстве случаев не сильными электростатическими связями, а эффектом пространственной энергии. Высокое сродство ионитов к многовалентным ионам играет большую роль в ионном обмене и в процессах электродиализа с применением ионитовых мембран. Так, при электродиализной деминерализации природных вод, содержащих некоторые многовалентные ионы наряду с обычными одновалентными ионами, наблюдается тенденция к накоплению в мембранах многовалентных ионов. С помощью уравнения [c.62]

Кроме устойчивости комплексных ионов на порядок вымывания влияет также относительное сродство металла к иониту. Показано, что адсорбируемость ионов редкоземельных элементов на ионите КУ-2 уменьшается от лантана к лютецию. Устойчивость же комплексов обылно возрастает в этом же направлении [35]. Динамика ионо- обменного разделения определяется именно этими двумя факторами. Действие их всегда взаимосвязано, поскольку оба они регулируют концентрацию анионов комплексообразующего агента, диссоциирующего в водном растворе. Изменение одного параметра неизбежно влечет за собой изменение другого. [c.339]

Ионол 1—251 4—335, 442 Иононы 2—312 1 — 122(1 5—887 Ионообменное сродство — см. Ионный обмен Ионы 2—314 5 —947 [c.562]

При расчете константы равновесия этой гетерогенной реакции (константы обмена) следует учитывать коэффициенты активности веществ в растворе и в сорбенте. Как правило, константы обмена возрастают с увеличением заряда иона н сульфокатионите константа обмена однозарядных ионов на водород близка к единице, а трехзарядных — к 10. У ионов данной величины заряда и в не слишком конц. р-рах она возрастает с увеличением истинного (негидратированного) радпуса иона так, на монофункциональных сульфокатио-нитах константа обмена лития на водород равна примерно 0,6, а цезия — ок. 2. Иониты с аномально высоким по отношению к данному иону ионообменным сродством носят название селективных избирательность достигается введением в иониты специальных, обычно слабоосновных функциональных групп, нередко образующих с выделяемым ионом комплексное соединение. Большие по размерам ионы (витамины, антибиотики и пр.) или даже обычные ионы при поглощении ионообменными сорбента.ми очень плотной структуры обмениваются в малой степени, иногда — лишь на внешней поверхности зерен сорбента (т. наз. экстракристалл и ческий обмен). В остальных случаях обычно в И. о. участвуют все способные к обмену группы сорбента. Поэтому ионит, в отличие, наир., от активного угля, можно рассматривать как гомогенную фазу безотносительно к его структуре. Вследствие этого, в частности, обменная емкость ионообменных сорбентов пе зависит от их зернения. [c.154]

Ионный обмен в неводных растворителях имеет свои особенности и связан с соблюдением ряда условий. Прежде всего, необходимо, чтобы электролит растворялся в органическом растворителе и хотя бы частично диссоциировал на ионы [10, 11]. Формиат натрия практически не растворяется в безводном этилацетате, но с увеличением количества растворяемого в этилацетате многоатомного спирта растворимость формиата натрия возрастает. Кроме того, этил ацетатный раствор многоатомного спирта (после экстракции) содержит до 6% воды, которая также увеличивает растворимость формиата натрия [12]. Добавление водного компонента к органическому растворителю значительно увеличивает скорость ионного обмена [13], которая зависит также от набухаемости ионита в растворителе. В более полярных растворителях ионит набухает сильнее. Поэтому, как правило, набухаемость и скорость ионного обмена в неводных растворителях ниже, чем в воде [13, 14]. Из испытанных смол исключение составляет амберлит ШС-50. Его объем в набухшем состоянии в этилацетате — 2,28 мл г, а в воде — 1,45 мл1г это можно объяснить сродством органических структурных групп ионита к молекулам растворителя [13, 14]. [c.264]