Размер зерен ионита, влияние

Действие анионитов в такой же степени, как и катионитов, зависит от влияния таких факторов, как скорость фильтрования, температура и размеры зерна, так как каждый из этих факторов, влияя на скорости ионного обмена и адсорбции, вызывает изменение обменной емкости и качества анионирования. Влияние на процесс скорости фильтрования графически показано на рис. 56. [c.103]

Общим недостатком моделей ионного обмена с учетом изменения объема зерна является в значительной степени формальный учет кинетики процесса набухания, без учета влияния собственно процесса ионного обмена имеются лишь попытки учесть увеличение размера зерна, задаваемое в качестве некоторого внешнего фактора. В иных случаях формально вводится изменение коэффициента диффузии в зависимости от изменения размера частиц ионита. [c.252]

Теоретические аспекты ионообменной хроматографии согласуются с общей теорией хроматографического разделения (см. гл. 1.2), из которой следует, что на поглощение ионов в колонке и на их десорбцию оказывают влияние размер зерна ионообменника, температура, параметры колонки, скорость пропускания раствора, концентрация ионов водорода. Лучшие условия для разделения создаются при применении длинных и узких колонок, наполненных мелкозернистым ионообменником, и умеренной скорости пропускания растворов через колонку. Скорость потока элюента — объем элюента, проходящего через 1 см колонки в единицу времени,— следует выбирать так, чтобы работать в условиях, близких к равновесным. [c.39]

Следующие 3 переменные—скорость фильтрования, температура и величина зерна—оказывают в основном одинаковое влияние, так как они связаны со скоростью обменной реакции. Повышение температуры и уменьшение размеров зерна позволяют увеличить скорость фильтрования без уменьшения обменной емкости до момента проскока удаляемого иона и без увеличения его остаточной концентрации в фильтрате. [c.99]

В соответствии с этим измерения зависимости величины разрушающих напряжений при коррозионном растрескивании от размера зерен могут быть использованы для определения значения поверхностной энергии. Однако Колеман и др. [21] в своих экспериментах получили значения поверхностной энергии заметно меньше, чем в других экспериментах. На основании этого они пришли к выводу, что поверхностная энергия, связанная с образованием трещины, уменьшается за счет адсорбции некоторых атомов или ионов, обладающих специфическими свойствами в средах, вызывающих коррозионное растрескивание. Однако можно и по-другому объяснить влияния размеров зерен на поведение сплавов при коррозионном растрескивании. Поведение сплава зависит от характера пластической деформации материала, а последний связан с размером зерна. Таким образом, уравнение (5.6), где — напряжение, обусловливающее пластическую деформацию при испытании по методу с заданной деформации, а значение /, определяющее сопротивление образованию полосы скольжения на границе зерна, может указывать на характер пластической деформации металла. Из этого следует, что влияние размеров зерен на коррозионное растрескивание может быть просто связано с их влиянием на характер пластической деформации в материале. Данные, приведенные, например, на рис. 5.18 и в разделе 5.2, предполагают, что влияние размеров зерен на коррозионное растрескивание, вероятно, в такой же степени связано с характером пластической деформации, как и с понижением поверхностной энергии. [c.234]

На скорость обмена ионов наряду со структурой ионита и видом ионообменных групп оказывает влияние также зернение обменника. Значение этого фактора иногда переоценивается, но иногда также и недооценивается. При практических и научных работах, в которых применяются ионообменные сорбенты, оказываются важными наряду с величиной зерна фильтрующего материала также такие факторы, как размеры фильтра, характеристика фильтрующей колонны. Поперечное сечение и высота фильтра должны быть согласованы, как известно, с размерами зерна. Для узких колонок, которые, как правило, используются в научных опытах, нужно выбирать более мелкое зернение, чем это принято обычно для больших и технических фильтров. Для того чтобы избежать помех при фильтровании, пылевидный материал необходимо удалять промывкой или взрыхлением. Для технических колонн нижняя граница зернения приблизительно 0,3—0,5 мм. При слишком грубом зерне ( 3 мм) разделение на фильтре неудовлетворительное, так как при больших объемах пропускаемого раствора на процесс обмена начинает заметно влиять диффузия внутри зерна. [c.297]

При обсуждении закономерностей кинетики органических ионов в ионитах следует сравнивать эффективные коэффициенты диффузии, полученные нри одинаковых начальных и граничных условиях и одинаковых степенях заполнения ионита. Ограничение только начальными значениями коэффициентов лишь в небольшой степени уменьшает неопределенность смысла рассчитываемых величин, так как различие в подвижностях ионов и влияние изменения размеров зерна сказываются даже в самом начале процесса. [c.267]

При заметном влиянии наружного диффузионного сопротивления эффект набухания (сжатия), приводящий к изменению размеров зерен, сопровождается увеличением или уменьшением коэффициентов массоотдачи и величины наружной поверхности зерна. При анализе ионного обмена в неподвижном или движущемся слое ионита изменение размеров частиц меняет порозность слоя, скорость фильтрования раствора и гидродинамическое сопротивление слоя. [c.252]

Влияние размера частиц на кинетические параметры было изучено для обмена Ма Сз. Кинетические кривые (рис. 26) и рассчитанные значения кинетических параметров (табл. 37) указывают на довольно сильную зависимость скорости обмена от размера частиц. Кроме того, при низком содержании противоиона в твердой фазе скорость обмена значительно больше, чем при высоких содержаниях, что имело место для всех изученных ионообменных реакций. Это связано с тем, что на первой стадии большая часть катионов обменивается по внешнедиффузионному механизму, а на второй стадии — по внутридиффузионному. Еще одним подтверждением данного вывода может служить отношение т оо/т1/2, которое для фракции 1—2 мм равно 10, а для фракции 0,063—0,07 мм — —20, т.е. с уменьшением размера клиноптилолита и соответственно увеличением его поверхности скорость обмена возрастает. Сравнение констант скоростей внешне- и внутридиффузионного процессов также показывает, что в данном интервале изменения размера частиц клиноптилолита процесс ионного обмена будет контролироваться различными механизмами, и можно с достаточной степенью точности определить область их действия. Полученное незначительное увеличение эффективного коэффициента диффузии с увеличением среднего радиуса зерна (см. [c.83]

Размер зерен ионита, как указывалось выше, также оказывает существенное влияние уменьшение размера зерен ионита способствует более быстрому установлению ионообменного равновесия между зернами ионита и раствором электролита. Однако скорость фильтрации электролита через колонку при этом уменьшается. Падение давления ио длине колонки сверху вниз увеличивается. Общий объем зерен ионита, необходимый для проведения одной операции разделения смеси ионов, при этом уменьшается. [c.99]

Энергия активации возрастает с увеличением степени поперечной связанности ионита. Коэффициенты диффузии ионов внутри ионита на один или несколько порядков ниже, чем в разбавленных водных растворах. Сильное влияние оказывает величина заряда противоионов чем заряд больше, тем меньше коэффициент диффузии. Скорость диффузии уменьшается с размерами противоионов и соответственно время обмена увеличивается от нескольких минут до недели. Размер зерен ионита и температура в равной степени влияют на скорость для пленочной диффузии и диффузии в зерне. Энергия активации для диффузии в зерне больше, чем при пленочной диффузии противоионов. [c.78]

При неравновесных условиях ироскок происходит в более ранний момент и кривая ненолноты обмена не дает такого резкого перелома, как при равновесных условиях. Но мере увеличения скорости фильтрования это отклонение и нерезкость перелома усиливаются. Увеличение размеров зерна оказывает на полноту разделения такое же влияние, как и увеличение скорости фильтрования. Фактически любой фактор (например, концентрация и температура), изменяющий скорость ионного обмена, должен оказывать влияние на полноту разделения. Отклонение кривой ог [c.73]

В отличие от изложенного, добавление в хлоридный электролит с той же активностью водородных ионов всех изученных поверхностноактивных веществ не привело к заметному снижению выходов по току последние изменялись в пределах 87—97%. Увеличение напряжения на ванне также невелико, даже в присутствии наиболее эффективных добавок оно не превышало 0,08 в (табл. 2). Структура катодных отложений цинка под влиянием поверхностноактивных веществ заметно улучшилась. В присутствии 2 г/л ДЦУ и препарата 105 образовались светлые равномерные осадки со средним размером зерна. При введении ОП-10 и вырав нивателя А величина зерна значительно меньше, но катодные отложения получались более темными. [c.40]

Кинетика адсорбции из раствора была изучена М. В. Товбиным и В. А. Товбиным в 1951 г. Целесообразно под кинетикой понимать в узком смысле слова выяснение скорости, с которой достигается установление равновесия между зернами ионита и фильтрующимся раствором. Стадии 1 и 5, а также 2 и 4 являются однотипными, но различными по направлению. Поэтому вначале можно ограничиться, например, первыми двумя стадиями. Реакция двойного обмена соответствует химической кинетике, т. е. представляет собой реакцию первого, второго или более высокого порядка. Первая и вторая стадии являются диффузионными процессами. Размер зерна сорбента оказывает сильное влияние на кинетику ионного обмена, что доказывает решающую роль диффузионных процессов, а не реакций двойного обмена. [c.76]

Качественно эффект изменения размеров зерна можно оценить следующим образом очевидно, что в сферическом зерне скорость перемещения относительно центра при изменении степени набухания тем выше, чем дальше от центра зерна расположен рассматриваемый бесконечно малый элемент объема и чем больше градиенты химических потенциалов компонентов в этой точке зерна. Для обмена двух ионов можно, следовательно, в первом и заведомо грубом приближении положить v= —сот- grad p.i, где ю — некоторая константа. Тогда уравнение (3. 13) с учетом уравнения для диффузионного потока вида (3. 14) (влиянием поля и коэффициентами активности мы пренебрегаем) преобразуется к виду [c.266]

Как указывалось в главе 5. 4 (стр. 102) и 5. 7 (стр. 112), размер зерен ионита оказывает очень большое влияние как на поглощение ионов, так и на регенерацию ионита. Во-первых, рабочая емкость колонки сильно возрастает при уменьшении величины зерен. Во-вторых, даже в малом количестве они оказывают вредное действие на регенерацию ионита. Поэтому крупные зерна следует удалять. При хроматографическом разделении ионов с близкими свойствами размер зерен является решающим фактором, и для получения удовлетворительного разделения следует пользоваться только мелкозернистыми ионитами. Нужно, однако, помнить, что слишком мелвдне зерна могут оказывать чрезмерное сопротивление протеканию жидкости. [c.151]

В ранней стадии электрокристаллизации при благоприятных условиях осаждаемые ионы включаются в решетку субстрата (раздел XVI). Влияние субстрата на ориентацию осадка наблюдается только до определенного предела, после которого возникают отклонения от параллельного роста (т. е. от роста, характеризующегося сильным ориентирующим влиянием субстрата [163—168]) это отклонение характеризуется образованием в осадке двойников [164, 167—172], что в конце концов приводит к образованию поликристал-лического осадка с беспорядочным расположением кристаллитов. Как видно из рис. 58, толщина осадка, при которой исчезает ориентирующее влияние субстрата, зависит от ряда факторов, в том числе от плотности тока [165]. При длительном проведении электроосаждения поликристаллический осадок образуется всегда, независимо от типа и природы взятого субстрата (например, природы граней монокристалла). Однако при прочих равных условиях ориентирующее влияние поликристаллитного субстрата, имеющего маленькие кристаллитные зерна, прекращается раньше (при толщине осадка 1000 А), чем в случае большого монокристалла (при толщине осадка — 5000 А). При наличии поверхностноактивных веществ, примесей или ингибиторов это влияние субстрата прекращается на более ранней стадии [166, 168]. После образования поликристал-лического осадка средний размер отдельных зерен сильно зависит от концентрации поверхностноактивных веществ, которыми обычгю являются органические вещества с большими молекулами. Чем больше концентрация этих веществ в растворе, тем больше будет их адсорбция на растущих гранях отдельных кристаллитов и тем сильнее воздействие на электроосаждение. В конце концов по мере роста кресталла и снижения локальной плотности тока на индивидуальных гранях адсорбирующиеся примеси полностью блокируют рост, препятствуя развитию ступеней (которые, по предположению, являются идеально моноатомными ступенями, см. раздел ХП1), в результате чего образуются кристаллиты меньших размеров [173, [c.368]

Размеры ионов и изоморфизм. Независимо от влияния радиуса иона на его кристаллохимию он влияет также на общую химию элемента. Однако влияние величины ионов на геохимию ограничено механической стороной , т. е. величиной ионов и их влиянием на поведение с точки зерния изоморфизма. [c.236]

Для получения SPPS из очищенной от кальция ионитом плазмы простая одностадийная фильтрация через колонну при подаче раствора сверху вниз достаточна, чтобы удалить почти все ионы цинка, если используется карбоксильный ионит, например ХЕ64 в Na форме крупностью зерна от 100 до 320 меш. Для зернения 150—200 меш Юз [39] установил отношение между размером частиц, скоростью протекания, временем контакта и солевым составом при удалении ионов цинка из 4 /о-ного раствора SPPS. Влияние скорости пропускания, обратно пропорциональной времени контакта, показано на рис. 4 эти данные убедительно доказывают, что более длительное время контакта дает концентрацию цинка в регенерате, превышающую физиологический уровень. Более эффективен обмен цинка при меньшем размере частиц благодаря получающемуся при этом увеличению площади поверхности и лучшим условиям для диффузии. [c.611]

Далее, в работе было изучено влияние количества сшивающего агента (или коэффициента набухания иоиита) на лимитирующую стадию процесса ионообменной сорбции на ионитах с размером частиц 45 мк, нри 20° С и концентрации тетрациклина 0.001 моль/л, т. е. в тех условиях, когда в уже описанных экспериментах можно наблюдать пленочную кинетику на начальных стадиях проведения опыта (рис. 2). Из полученных экспериментальных данных можно сделать заключение, что при сорбции больших органических ионов (таких как тетрациклин) возникновению пленочной кинетики способствует уменьшение количества сшивающего агента в ионите или увеличение коэффициента набухания ионита. Таким образом, в процессе ионообменной сорбции ионов тетрациклина на некоторых сульфокатионитах, при достаточном их измельчении и при определенной концентрации тетрациклина в растворе, mojkho перейти к пленочной кинетике, т. е. процесс ионообменной сорбции будет лимитироваться диффузией ионов тетрациклина в пленке, окрул<ающей ионит. Когда же часть активных центров иопита становится занятой ионами тетрациклина, и диффузия ионов в зерне ионита ухудшается, самой медленной стадией процесса ионообменной сорбции становится диффузия ионов тетрациклина внутри зерна ионита, и влияние пленки вокруг зерна ионита становится ничтожным. Это явление наблюдалось на сорбентах с хорошими кинетическими характеристиками, т. е. на сорбентах с легкодоступными активными центрами. При уменьшении межфазовой поверхности, т. е. при увеличении размера частиц иопита, лимитирующее действие пленки ослабевает, и при определенном размере частиц ионита скорость процесса ионообменной сорбции определяется исключительно диффузией ионов тетрациклина внутри зерна иопита. [c.163]

Для понимания природы лимитирующей стадии особый интерес представляют результаты изучения влияния размера зерен катионита на скорость этерификации. На рис. 3 представлена зависимость логарифма текущей концентрации сорбиновой кислоты от времени реакции при этерификации этиловым и дециловым спиртами в присутствии катионита КУ-2 различной зерненности. Как видно из этого рисунка, скорость реакции с этанолом не зависит от ситового состава катионита, что указывает на полную равноценность каталитически активных ионов в любом участке зерна смолы и на отсутствие диффузионных тормон ений. Следовательно, [c.328]

Выбор величины и формы зерен ионита определяется его принадлежностью к группе пенабухающих или на0ухаюи1 пх сорбентов. Для пепа-бухающих сорбентов статические и кинетические характеристики сорбции возрастают с уменьшением размеров зерен, увеличением степени неровности их поверхности и увеличением их пористости. Для набухающих ионитовых смол форма зерен не оказывает существенного влияния на статические и кинетические характеристики ионного обмена и поэтому предпочтение отдается зернам сферической форлпэ , которая облегчает плотное заполнение фильтрационных колонн и в то жо время создает наиболее благоприятные условия для движения фильтруемой жидкости. Цвет ионита в большинстве случаев безразличен, особенно в процессах очистки неэлектролитов или концентрирования электролитов. Только в случае хроматографического разделения окрашенных ионов применение бесцветных ионообменных сорбентов удобнее, так как позволяет получать цветные хроматограммы. [c.23]

Измерения поверхностной проводимости можно осуществить несколькими способами. 1) Одним из таких способов является измерение общей проводимости в монокристаллах или поликристаллических образцах, состоящих из небольших зерен. Толщина слоя пространственного заряда в этих зернах относительно велика (СиаО) [17] . 2) В тех случаях, когда проводимость поверхностного слоя значительно больше, чем в объеме, т. е. если в объеме кристалл является фактически изолятором (СигО), то можно использовать кристаллы обычных размеров [18]. 3) Использование электрического поля между кристаллом и металлическим плоским электродом, помещенным вблизи поверхности кристалла, изменяет свойства поверхностного слоя как в области пространственного заряда, так и в адсорбционном слое. Исследуя влияние электрических полей различных частот (постоянный или переменный ток от 0,01 гц до высоких частот) на проводимость, можно обнаружить особые состояния — ловушки с большими и малыми временами релаксации (так называемые медленные и быстрые состояния). Теория низкочастотных измерений изложена в работе Моррисона [19], теория высокочастотных эффектов приведена в работе Гаррета [20[ и Верца [21]. Измерения такого типа были проведены для Ое [22, 23], Те [24] и РЬ5[251. 4) В тех случаях когда поверхностный слой кристалла обладает проводимостью л-типа, а проводимость его в объеме характеризуется р-типом или наоборот ( каналы ) [261, ток, идущий от поверхностного слоя к объему, можно запереть с помощью наложения разности потенциалов между поверхностным слоем и объемом кристалла, так что р-п-переход смещается в направлении запирания. При таких условиях возникающий в поверхностном слое ток не проникает в объем кристалла и поверхностная проводимость может быть измерена, даже если объемная проводимость велика. В последнее время оказалось возможным измерить не только проводимость, но и постоянную Холла Р) поверхностного слоя и таким образом определить подвижность носителей р, = [27[. Измерения поверхностной проводимости германия показали, что, если предпринять особые меры для очистки поверхности (ионная бомбардировка, травление путем испарения в высоком вакууме), [c.556]

Расчеты показывают, что разделение наиболее эффективно, если процесс идет в условиях, близких к равновесным. Основное значение имеют, как показал ряд авторов (Самуэльсон, К. В. Чмутов, М. М. Сенявин), выбор элюента, марки ионита, скорости протекания, размеров колонки, величины зарядки колонки, температуры опыта. Доказано, что размер зерен ионита, в согласии с теорией, влияет на форму кривой элюирования. На более мелких частицах полоса делается более резко очерченной. Наиболее ответственным является выбор элюента. Как и в хроматографии на бумаге, большое влияние имеет оптимальное значение pH раствора и буфферирование. Выбор элюента должен обеспечить большую величину коэффициента разделения, который равен отношению коэффициентов распределения выделяемого иона между зернами ионита и раствором. Однако ограничения в этом случае накладываются возможным расширением кривой элюирования. Наиболее подходящими являются элюенты, обеспечивающие большой коэффициент разделения при средних значениях коэффициентов распределения. Выгодными для разделения являются возможности смещения равновесия вследствие образования комплексных анионов и их сорбции зернами ионитов в растворах слабых кислот. При образовании комплексных ионов знак иона можно изменить на противоположный, меняя концентрацию элюента (комплексообразователя). [c.160]

Более подробное описание элютивного процесса может быть дано с помощью теории неравновесной динамики сорбции. В основе всех существующих вариантов теории лежит предположение о линейности изотерм сорбции. Теория, как правило, ограничивается учетом лишь кинетических факторов, таких как диффузия внутри и вне зерна ионита, замедленность акта обмена. Гидродинамические явления (каналообразование, пристеночные эффекты) обычно не учитываются, хотя эти явления безусловно могут оказывать влияние на ход хроматографического процесса. С этой точки зрения представляет интерес тарелочная теория динамики, в которой все неравновесные факторы, включая и гидродинамические, неявно учитываются величиной ВЭТТ (см. 3 настоящей главы) эта величина, будучи определена по данным одного динамического эксперимента, может в дальнейшем использоваться для расчетов других экспериментов, если в последних будут поддерживаться постоянными некоторые стандартные условия — тип ионита и хроматографируемого иона, концентрация и состав элюента, линейная скорость протекания раствора, радиус зерна ионита. Практически единственное, что можно варьировать, не нарушая постоянства ВЭТТ, это размеры колонки (если только вариация последних не сопровождается резким изменением гидродинамических факторов). Очевидно, что рамки применимости тарелочной теории не слишком широки теория лишь облегчает выбор [c.317]