Равновесие ионного обмена на сильноосновных анионитах

Коэффициент избирательности вычисляется из экспериментальных результатов и играет большую роль в обработке данных по ионному обмену. Уравнения (3. 1, а) и (3. 1, б) применимы как для катионного, так и для анионного обмена. С формальной точки зрения, выражение для коэффициента избирательности совпадает с уравнением закона действия масс тем не менее следует строго отличать коэффициент избирательности от термодинамической константы равновесия. При подстановке экспериментальных данных для [А]и и [В]и в уравнения (3. 1, а) и (3. 1, б) следует учитывать не только ионы, соответствующие фиксированным ионам, но и ионы, соответствующие копонам (гл. 2. 5). Появление последних в ионите обусловлено проникновением в него раствора. Если концентрация раствора мала, то этим проникновением можно пренебречь. Таким образом, для полностью диссоциированных ионитов (в частности, для ионитов сильнокислотного и сильноосновного типов) число эквивалентов ионов, способных к обмену, практически совпадает с полной обменной емкостью ионита. Однако в случае сильно набухающих смол проникновение электролита должно учитываться даже при низких концентрациях. [c.59]

Ионный обмен используют также для полного удаления из водных растворов катионов и анионов, исключая находящиеся в равновесии ионы Н+ и ОН . С этой целью раствор сначала пропускают через колонку с сильнокислотным катионитом в Н+-форме, на котором в результате обмена с Н+ удерживаются все катионы. Далее полученный раствор пропускают через вторую колонку с сильноосновным анионитом в ОН -форме. На нем удерживаются анионы не только сильных, но и слабодиссоци-ированных кислот, например кремневой, угольной и борной. В результате такой обработки получают деминерализованную воду с высоким удельным электрическим сопротивлением. Этим методом можно значительно повысить качество дистиллированной воды однако, обрабатывая воду таким способом, необходимо следить за содержанием в воде органических соединений, поскольку с течением времени и особенно под воздействием кислорода иониты разрушаются. Деминерализацию ведут в двух колонках объемом 5—10 л, соединенных так, чтобы вода в них поступала снизу, иначе накапливающийся воздух будет тормозить поток. Оборудование для лабораторной обработки воды изготавливается рядом фирм. В процессе работы с ионитом и [c.283]

Для определения полной емкости анионитов (уравнение 1) навеску ОН-анионита обрабатывают титрованным раствором кислоты, взятой в избытке. Через сутки в аликвотной порции раствора оттитровывают избыток кислоты. Обменную емкость по сильноосновным группам определяют, обрабатывая навеску ОН-анионита титрованным раствором хлористого натрия (уравнение 2). Через сутки в аликвотной порции раствора титруют выделившуюся щелочь. Для определения равновесной обменной емкости анионит из ОН-формы переводят в С1-форму, обрабатывая его 0,1 н. раствором соляной кислоты в течение 3—4 суток. Затем, удалив кислоту и промыв анионит водой до отрицательной реакции на С1-И0Н, берут навеску воздушно-сухой смолы и обрабатывают ее определенным объемом титрованного раствора сульфата натрия (уравнение 3). После 5—6 суток (время установления равновесия) в равновесном растворе определяют концентрацию С1-иона. Для слабоосновных анионитов вместо Ыа2504 берут 0,1 и. Нг504. [c.29]

Такое объяснение, несомненно, следует считать правильным, и подобный механизм действительно имеет место при набухании анионита АВ-18. В то же время одно обстоятельство позволяет предположить, что изменение объема этой смолы происходит не только по указанному механизму. Дело в том, что в наших опытах степень набухания, отвечающая состоянию равновесия анионита с раствором соляной кислоты, выше, чем для гидроксильной формы при контакте с раствором едкого натра. Набухаемость анионита АВ-18 в растворе iNa l, когда происходит замещение на хлор-ион лишь гидроксилов сильноосновных групп, значительно ниже, чем в растворе NaOH (см. рис. 1 и 2). Обработка анионита раствором соляной кислоты, приводящая к замещению гидроксилов слабоосновных групп, обусловливает некоторое увеличение объема набухшей смолы, поскольку набухаемость хлоридной формы слабоосновных анионитов выше по сравнению с гидроксильной формой (см. рис. 4). Однако трудно предположить, чтобы указанное увеличение было слишком значительным и перекрывало эффект уменьшения набухаемости анионита при обмене гндроксилов сильноосновных групп иа хлор-ионы. Это следует из того, что анионит АВ-18, синтезируемый из хлор-метилированного сополимера стирола и дивинилбензола с пиридином, является сильноосновным анионообменником [4]. Наличие слабоосновных групп в этом сорбенте объясняют частичным расщеплением пиридинового кольца l4] или присоединением пиридина при синтезе смолы за счет водорода одного нз углеродных атомов кольца [11. Количество таких групп в анионите невелико и, очевидно, гораздо меньше 50 /о от общего числа активных групп. [c.37]

В качестве примера, характеризующего поведение анионитов, может быть рассмотрено влияние метанола, этанола и ацетона на равновесие обмена между нитратными и галогенидными ионами. Поглощение ионов хлора и брома анионитом в КО -форме усиливается нри возрастании концентрации органического растворителя поглощение ионов иода при этом ослабляется [30]. В связи с рассматриваемым вопросом заслуживают упоминания интересные данные Катцина и Геберта [22 ] по сорбции хлоридов лития и кобальта (И) сильноосновным анионитом в С1-форме. Авторы [22) обнаружили значительное влияние содержания воды в воздушно-сухих образцах ионита на их способность сорбировать указанные хлориды из ацетоновых растворов. При этом сорбция протекает не по обменном механизму, а как процесс поглощения ионитом растворенного вещества в целом. Это явление может быть правильно истолковано лишь при учете различного состава растворителя в жидкой фазе и в фазе ионита [14]. Как показали Кеннеди и Дэвис [24], смола с третичными аминогруппами, находящаяся в С1-форме, ведет себя сходным образом, сорбируя катионы и анионы в стехиометрическом соотношении. Поглощение хлоридных комплексов сильноосновными анионитами из смесей соляной кислоты с органическими растворителями существенно отличается от поглощения их из водных растворов соляной кислоты. Рядом авторов [15, 20, 26, 27, 49, 511 опубликованы интересные результаты, касающиеся равновесного распределения в таких системах. Как правило, введение органического раствори- [c.136]

Природа фиксированных ионогенных функциональных групп, входящих в структуру смол, существенно влияет на ионообменное поглощение ПАВ. Чем больше константа электролитической диссоциации таких групп, т. е. чем менее связаны электростатически противоионы с фиксированными ионными группами, тем сильнее равновесие обмена смещается в сторону перехода ионов ПАВ в фазу ионита. Так, при поглощении алкилнафталиисульфо-ната (некаля) сильноосновной смолой ее обменная емкость не зависит от того, в основной (противоионы ОН") или солевой (противоионы С1 ) форме применялся анионит. Среднеосновной смолой ЭДЭ-ЮП в ОН-форме то же ПАВ почти совершенно не поглощалось, тогда как в солевой (С1-форме) смола проявила высокую обменную емкость [13]. [c.40]

Обзор основных электрохимических свойств ионообменников (мембран и гранул) был дан Шпиглером [81]. Вкратце можно сказать сильноосновные или сильнокислые ионообменники аналогичны концентрированным сильнодиссоциированным электролитам, в которых подвижный или способный к обмену ион относительно свободно движется внутри решетки неподвижных ячеек ионообменника. Поэтому следует ожидать, что ионит должен быть хорошим электролитическим проводником будут ли преимущественно переноситься током катионы или анионы, зависит от функциональной группы связи в матрице ионита. Нейман и О Доннел [281 измерили электропроводность мембран, хотя сам ионит может быть приравнен к деионизированной воде. Как можно было ожидать, электропроводность уменьшается с увеличением прочности связей групп в соответствии со смещением ионита в ряду. Шпиглер и Корьел [82, 83] установили, что перенос в катионообменнике полностью связан с катионитом, когда ионит находится в равновесии с деионизированной водой. Было экспериментально показано, что гранулированные катиониты в солевой форме могут быть переведены в кислую форму электролизом в контакте с инертным анодом, согласно следующим реакциям [c.504]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология