Ионный обмен в жидкой фазе

Жидкостные электроды. В жидкостных ионселективных электродах возникновение потенциала на границе раздела фаз обусловлено ионным обменом, связанным с различием констант распределения иона между жидкой и органической фазами. Ионная селективность достигается за счет различия в константах распределения, устойчивости комплексов и различной подвижности определяемого и мешающего ионов в фазе мембраны. В качестве электродноактивного соединения в жидкостных ионселективных электродах могут быть использованы хелаты металлов, ионные ассоциаты органических и металлосодержащих катионов ц анионов, комплексы с нейтральными переносчиками. Большое распространение получили пленочные пластифицированные электроды, выпускаемые промышленностью и имеющие соответствующую маркировку, например, ЭМ—СЮ4 01, ЭМ—НОз —01. Чувствительный элемент таких электродов состоит из электродноактивного компонента, поливинилхлорида и растворителя (пластификатора). В лабораторной практике используют аннонселективные электроды, для которых электродноактивным соел,инением являются соли четвертичных аммониевых оснований. [c.121]

При контакте твердого тела с жидкостью между ними, как правило, наблюдается неэквивалентный обмен зарядами, что приводит к потере электронейтральности твердых тел, они заряжаются. Такого рода процессы происходят не только в пластах, на поверхности раздела твердой и жидкой фаз, но и между скважинным оборудованием и пластовой жидкостью. Например, при соприкосновении труб с водой металл, незначительно растворяясь, отдает положительно заряженные ионы Ре + или А1 +. В металле остается избыток электронов, и он заряжается отрицательно. Величина возникающего при этом потенциала зависит от химического состава металла и жидкости. [c.111]

Необходимо отметить, что с точки зрения селективности (так же, впрочем, как и с других точек зрения) простейшей из систем рассматриваемого типа является система, содержащая лишь два сорта способных к обмену ионов, причем эти ионы имеют одинаковое число зарядов.. В этом случае ионообменное равновесие может сместиться при изменении относительных количеств ионов каждого сорта, но не при изменении общей концентрации ионов в жидкой фазе. Если и те и другие иопы однозарядны, [c.104]

При опускании металлического электрода в раствор своих ионов при отсутствии тока металл и раствор взаимодействуют и становится возможным переход некоторого количества ионов металла в электролит и обратно. Через некоторое время на границе металл — раствор устанавливается равновесие, обусловленное равенством химических потенциалов вещества в обеих фазах. Достижение равновесного состояния совсем не означает, чго в системе не протекают никакие процессы. Обмен ионами между твердой и жидкой фазами продолжается, но скорости таких переходов становятся равными. Равновесному состоянию отвечает определенный равновесный потенциал. Очевидно, что равновесие на границе металл — раствор соответствует условию [c.10]

В общем случае твердая или жидкая фаза могут иметь свободные электростатические заряды (заряженная фаза) п пространственно разделенные заряды на границе раздела фаз, появление которых связано со специфическими явлениями, протекающими на границе раздела, например ионным обменом между фазами, адсорбцией заряженных частиц или диполей и выходом электронного газа за пределы кристаллической решетки металла. [c.142]

Так как процессы взаимодействия разделяемых веществ с твердой и жидкой неподвижными фазами имеют существенное различие, пособие разделено на две части в первой рассматриваются хроматографические процессы на твердой неподвижной фазе (адсорбция, ионный обмен), во второй — процессы на жидкой неподвижной фазе (распределение, ситовой анализ). Несколько шире, чем другие методы, рассматривается газовая хроматография как наиболее распространенный вариант хроматографии, для которого теория процесса разработана наиболее полно. [c.3]

В хроматографии ионный обмен происходит в динамических условиях, т. е. при непрерывном перемещении жидкой фазы — раствора относительно твердой фазы — ионита. Таким образом, величина сорбции в динамических условиях зависит не только от статики этого процесса, но и от его кинетики, следовательно, задачей динамики ионного обмена является изучение процесса перемещения обменивающихся ионов вдоль слоя ионита. Эта задача решается на основе уравнения баланса, выведенного В. В. Рачинским (15]. [c.106]

Адсорбционные явления лежат в основе важнейшего метода анализа сложных смесей — хроматографии. Все методы хроматографии основаны на трех физических процессах молекулярной адсорбции, ионном обмене и распределении между жидкими фазами. [c.201]

Обмен частиц между фазами происходит под влиянием разности их химических потенциалов в жидкой и твердой фазах. Очевидно, что в обмене ионов между адсорбентом и раствором могут участвовать только подвижные противоионы двойного слоя. Таким образом, ионный обмен является вторичной адсорбцией, проявляющейся при наличии двойного электрического слоя. Обмен ионов между внешней обкладкой ДЭС и раствором происходит постоянно под действием теплового движения при этом обмениваются ионы как одного вида (например, на К ), так и ионы разной природы, но с тем же знаком заряда. Ионообменная адсорбция специфична и в значительной мере зависит от природы твердой фазы и адсорбируемых электролитов. [c.339]

Как вытекает из названия метода, катализаторы межфазного переноса используются при проведении реакций в системе, состоящей из двух несмешивающихся фаз жидкость — жидкость илн твердая фаза — жидкость. Одна из фаз (жидкая, обычно водная, или твердая) включает основание и (или) нуклеофил. Вторая фаза, как правило, является раствором субстрата в каком-либо органическом растворителе (иногда роль растворителя играет сам субстрат). Поскольку фаза, содержащая основание и (или) нуклеофил, нерастворима в фазе с субстратом, в отсутствие катализатора межфазного переноса реакция не идет. Добавка межфазного катализатора, содержащего лнпо-фильный катион, растворяющийся в обеих фазах, вызывает обмен анионов катализатора с анионом в водной (или твердой) фазе. Если обозначить катион катализатора межфазного переноса анион Х , а катиоп нуклеофила в водной фазе М+ и соответствующий анион Ни , то ионный обмен между фазами можно представить как равновесие [c.7]

В работах М. С. Цвета имеются указания на принципиальную возможность разделения гомогенной смеси веществ в динамических условиях как в результате различия в адсорбируемости компонентов смеси, так и в результате иных явлений. IВ дальнейшем различными авторами были разработаны варианты хроматографического анализа, в которых используется не только адсорбция, но и ионный обмен, и распределение компонентов смеси между несмешивающимися жидкими "фазами, и явления последовательного образования осадков, последовательного образования комплексных соединений и др. [c.7]

Гомогенные реакции в жидкой фазе — нейтрализация, обменная реакция, диссоциация, образование малодиссоциированных или малорастворимых веществ, комплексообразование, сольватация (гидратация), ассоциация, образование ионных пар и т. д. Для каждой из этих реакций константа равновесия Ки может быть определена в условиях бесконечно разбавленного раствора и при любой концентрации вплоть до насыщения [c.40]

Некоторые иониты, помимо ионообменных свойств, обладают окислительно-восстановительными или комплексообразующими свойствами. Например, аниониты, содержащие ионогенные аминогруппы, дают комплексы с тяжелыми металлами, образование которых идет одновременно с ионным обменом. Ионный обмен можно сопровождать и комплексообразованием в жидкой фазе, регулируя его значением pH. Это позволяет производить разделение ионов. [c.301]

Процесс адсорбции мицеллярных ПАВ на границе полярная твердая поверхность — жидкость имеет особенности, отличающие его от адсорбции на границе жидкость — газ. (В случае неполярной поверхности в водном растворе адсорбция ПАВ с ориентацией неполярной цепью к поверхности протекает аналогично адсорбции на границе раздела вода — воздух или вода— масло). Так, для заряженной поверхности в растворе, содержащем поверхностно-активные противоионы, первой стадией адсорбции будет ионный обмен между противоионами поверхности и ПАВ (электростатическое взаимодействие твердое тело — ионы ПАВ), в результате чего поверхность покроется слоем ионов ПАВ, ориентированных полярной группой к твердой, неполярной — к жидкой фазе. В дальнейшем с ростом концентрации ПАВ происходит мицеллообразование на поверхности ТЖ (например, бислойных мицелл, где углеводородные цепи будут ориентированы внутрь мицеллы, а полярные головки — в сторону раствора). Такому механизму адсорбции соответствует двухступенчатая изотерма, в которой первое плато соответствует в первом приближении ИЭТ (нейтрализация зарядов поверхностных групп), а второе —ККМ. [c.360]

Во всех случаях разделяемые вещества распределяются между двумя фазами 1) твердая — жидкая (сорбция, ионный обмен), 2) твердая —газ или пар (сорбция, возгонка), 3) жидкая—газ нли пар (дистилляция, сорбция), 4) жидкая—несмешивающаяся с ней жидкость (экстракция органическим растворителем). При этом устанавливается определенное соотношение концентраций элементов в той и другой фазах ( коэффициент распределения ). Разделение компонентов основано на различии этих коэффициентов Сщ [c.184]

Специфичность поглощения ионов определяется величиной их заряда (обычно возрастает для многозарядных ионов), размерами в гидратированном состоянии и другими факторами, в том числе свойствами органической основы (матрицы) ионита. У некоторых смол проявляется склонность к образованию дополнительных, комплексных связей с нонами, в связи с чем полная обменная емкость соответственно возрастает. Селективность ионного обмена можно значительно изменять при введении в жидкую фазу (например, в состав элюента) различных комплексообразующих реактивов. Этим методом управления ионообменных процессов в настоящее время пользуются особенно широко. [c.8]

К массообменным процессам с участием жидкой (газовой или паровой) и твердой фаз относят адсорбцию, ионный обмен, сушку, растворение, экстракцию из твердого тела, кристаллизацию. К специфическим особенностям этих процессов следует отнести нестационарность массопереноса и многообразие элементарных механизмов переноса массы в твердой фазе. [c.178]

Работа мешалок в смесителях должна обеспечивать однородность пульпы и возможно большую скорость потока жидкой фазы по отношению к поверхности частиц фосфата. Перемешивание ускоряет диффузионный обмен ионов в пограничном слое и объеме раствора и повышает скорость реакции разложения фосфата. [c.48]

Разделение компонентов можно осуществлять в колоннах на-садочного типа (колоночная хроматография), капиллярах, заполненных неподвижной жидкой фазой (капиллярная хроматография), на фильтровальной бумаге (бумажная хроматография), на тонком слое сорбента, нанесенном на стеклянную пластинку (тонкослойная хроматография). Разделять смеси можно при постоянной температуре и давлении или с программированием, т. е. с постепенным повышением по заданной программе температуры или давления газа-носителя. Все варианты хроматографии являются молекулярными, а жидкостно-адсорбционная хроматография может быть и ионообменной, осуществляемой при обмене ионов разделяемых компонентов с поверхностными ионами ионообменного адсорбента. [c.118]

Об ионном обмене сказано далее. Распределение вещества между двумя жидкими фазами следует из условия равенства его химических потенциалов в равновесии [c.70]

Как метод концентрирования хроматографию применяют сравнительно редко. Исключение составляет ионообменная хроматография, которая весьма удобна для выделения и абсолютного концентрирования определяемых ионов путем перевода из большого объема раствора в малый, а также хроматография на хелатных (комплексообразующих) сорбентах, отличающаяся высокой эффективностью и избирательностью извлечения ионов металлов. Такими способами концентрируют, например, микроколичества металлов при их определении в природных или сточных водах. Для аналогичных целей в органическом анализе широко применяют сорбцию на гидрофобных сорбентах. Ионный обмен, осуществляемый в статических условиях (без направленного движения жидкой и твердой фаз относительно друг друга), часто превосходит ионообменную хроматографию в качестве метода концентрирования. [c.78]

Этот метод представляет собой один из вариантов двухфазного титрования. Он заключается в обмене ионов между электролитами, находящимися в двух соприкасающихся жидких фазах. Продукты таких реакций растворимы в экстрагенте, некоторые из них имеют собственную окраску, что служит основанием для индикации окончания-процесса. [c.74]

Ионный обмен - избирательный процесс извлечения ионов из растворов электролитов. Как и при адсорбции, это процесс перехода извлекаемого вещества из жидкой фазы раствора в твердую фазу ионита. Процессы ионного обмена применяются для извлечения веществ из растворов при низких значениях их концентраций. [c.339]

Проведенный эксперимент с несколькими разными электродами, погруженными в твердеющий шлакосиликат, показал, что наиболее удовлетворительным электродом является пара Hg—РЬ. Ртуть, как известно [8], представляет собой идеально поляризуемый электрод и особенно пригодна для изучения поверхностного слоя. В растворах, содержащих щелочь, ртуть образует ртутпо-закисный полуэлемент, потенциал которого зависит и от концентрации ионов ОН", и ред-окс-потепциала раствора. Свинец, находясь достаточно близко к благородным элементам, несколько растворим в растворах щелочи, что дает возможность описывать его потенциал, который будет зависеть от окислительновосстановительного или ред-окс-потепциала системы через концентрацию его ионов в жидкой фазе. Влиянием, по-видимому, весьма малых количеств ионов Hg и РЬ можно пренебречь ввиду их взаимодействия с силикат-анионом [9] и малой величины произведений растворимости. Изучаемая система характеризуется переходом в раствор А12О3 и ЗЮа из шлакового стекла и, как следствие этого, уменьшением активности ионов ОН , идущих не только на их гидратацию, но и на гидратацию тех катионов, с которыми они были связаны в шлаке. Поэтому потенциалопре-деляющими ионами в системе являются, вероятно, ионы ОН", способные к равновесному обмену с металлическими электродами [10]. [c.53]

Такую закономерность в поведении глинистых минералов можно объяснить следующим. В начальной стадии твердения цементноглинистая суспензия представляет собой многофазную щелочную систему, жидкая фаза которой насыщена ионами a , ОН , 504 , Ре , К" , Na и др. и содержащую частично гидратированные зерна цемента, коллоидные частицы глины. Высокая дисперсность глинистого минерала способствует протеканию физикохимических процессов и химических реакций. На начальном этапе в основном развиваются процессы адсорбции и ионного обмена. Они завершаются относительно быстро и играют подчиненную роль при повышенных параметрах твердения. Это связано с тем, что в таких условиях наличие повышенного количества свободных ионов Са , Ре " и больших величин pH среды ускоряет обменное поглощение продуктов гидролиза гидратации цемента (в основном Са (0Н)2) с выделением в водный раствор ионов, ранее находившихся в поглотительном комплексе глины [3411. [c.129]

Одним из методов разделения смесей, применяющимся также и для глубокой очистки веществ, является метод ионного обмена. В основе этого метода лежат гетерогенные обменные химические реакции между ионами, т. е. между составляющими частями веществ — электролитов. Для осуществления метода обычно используется система, состоящая из твердой фазы, которая представляет собой способное к ионному обмену вещество — ионит, и жидкой фазы — раствора, содержащего разделяемую смесь (в частности, очищаемое вещество и примесь). В качестве ионитов применяются специально подбираемые некоторые природные, а также получаемые синтетическим путем материалы как органического (например, различные смолы), так и неорганического [например, цеолиты общего химического состава (ЫагО, СаО, АЬОз, п Si02, т Н2О)] происхождения. Рассматривая ионит как вещество, состоящее из фиксированных и ионогенных групп, реакции ионного обмена, протекающие в указанной гетерогенной системе, схематически можно записать следующим образом . [c.134]

И наконец, нельзя не учитывать и то, что на процесс обогащения углей (и других полезных иокопаемых), а также на коагуляцию (при обработке производственных и сточных вод) может влиять обмен между ионами Ыа+, Са2+, С1-, ЗОГ, НСО Ре2+, РеЗ+, N0 N07, содержащимися как в жидкой фазе (воде), так и твердой (зольная часть углей). Так, при обработке угля водой, содержащей ЫаС1, происходит поглощение N3+ и выделение Са2+. Ионообмен происходит по схеме [c.284]

Коэффициенты диффузии обменивающихся ионов могут значительно различаться. Например, экспериментально установлено, что когда процесс лимитируется внутренней диффузией, обмен между Н-катионитом и находящимся в растворе ионом металла идет быстрее, чем между Ме-катионитом и ионом водорода, коэффициент диффузии которого больше, чем иона металла. Но при этом, несмотря на различие коэффициентов диффузии отдельных ионов, в макроско-пическйх масштабах разделения зарядов при ионном обмене не происходит, электрические поля ионов влияют на их взаимное перемещение, система и в жидкой, и в твердой фазах остается электроней-тральной, а скорость процесса определяется скоростью взаимной диффузии ионов. [c.308]

Опыты Цвета относятся к жидкостной хроматографии, в которой разделяется жидкая смесь и используется жидкая подвижная фаза. В газовой хроматографии ирименя-ется газовая подвижная фаза. В ионно-обменной хроматографии происходит разделеипе электролитов на осгюве применения в качестве неподвпжпогг фазы ионитов, способных обменивать свои ионы иа ноны подвижной фазы. В тонкослойной хроматогра(Ьии адсорбент находится не в колонке, а на пластинке в виде тонкого слоя. Край пластинки погружен в растворитель, который движется по топкому слою, осуществляя проявление. [c.401]

В случае ионообменной ТСХ ситуация проще элюцию ведут С помощью водных растворов солей (или гомосмесей — см. ниже), а образование водной неподвижной фазы, в которой происходит обмен ионов, осуществляется без осложнений, обеспечивая тождественность неподвижной и подвижной жидких фаз. [c.472]

Таким образом, в аффинной хроматографии используется нерастворимый носитель, на котором иммобилизуется соединение, называемое лигандом он особым образом связывает подлежащий очистке продукт, находящийся в подвижной, обычно жидкой фазе. Лиганд иммобилизуют на носителе чаще всего посредством ковалентных связей, но иногда пользуются другими возможностями, такими, как ионный обмен, адсорбция, микроинкапсулирование и пр. Аффинная хроматография — это своего рода адсорбционная хроматография, при которой связывание происходит в соответствии со специфическими свойствами двух молекул. Эти свойства обусловливают взаимодействия различного характера — ионные, водородные, гидрофобные и др. в зависимости от конформации и размера молекул (рис. 3.3). [c.80]

Соосаждение — это распределение микрокомпонента между раствором (жидкая фаза) и осадком (твердая фаза), причем микрокомпонент не образует в данных условиях собственной твердой фазы (теоретические аспекты соосаждения см. гл. 9). При соосаждении имеют место адсорбция, ионный обмен, окклюзия, изоморфное соосаждение, образование химических соединений и другие виды взаимодействия микрокомпонентов с компонентами осадка. На соосаждение мнкрокомпонентов оказывают влияние состояние микрокомпонента в растворе, кристаллохимические свойства осадка (структура, поверхность и др.), процесс старения осадка, кислотность раствора, порядок добавления реагентов, температура, время и другие факторы. Микрокомпонент соосаждается на коллекторе. [c.214]

По механизму взаимодействия сорбента и сорбата можно выделить несколько видов хроматофафии распределительнся хроматография основана на различии в растворимости разделяемых веществ в неподвижной фазе (газожидкостная матофафия) или на различии в растворимости веществ в подвижной и неподвижной жидких фазах ионообменная хроматография — на разной способности веществ к ионному обмену адсорбционная хроматография — на различии в адсорбируемости веществ твердым сорбентом эксклюзионная хроматография — на различии в размерах и формах молекул разделяемых веществ, аффинная хроматография — на специфических взаимодействиях, характерных дпя некоторых биологических и биохимических процессов. Существуют пары веществ, реагирующих в растворах с высокой избирательностью, например антитело и антиген, фермент и его субстрат или ингибитор, гормон и соответствующий рецептор, и т. п. Если одно из соединений пары удерживается ковалентной связью на [c.267]

Кинетика ионного обмеца. При ионном обмене происходит перенос противоионов в фазе ионообменника и в растворе к границе раздела фаз и от нее. Переносу ионов в растворе к поверхности раздела фаз способствует перемешивание. Однако даже при самом эффективном перемешивании раствора зерно ионообменника окружено неподвижной жидкой пленкой раствора толщиной примерно 10 —10" см. Процесс ионного обмена между зернами ионообменника и хорошо перемешиваемым раствором сводится к трем последовательным стадиям диффузия обменивающихся противоионов через стационарную пленку, окружающую зерно ионообменника (пленка Нернста) диффузия их в зерне ионообменника химический обмен. Последняя стадия протекает практически мгновенно, поэтому ионный обмен рассматривают как чисто диффузионный процесс, скорость которого определяется самой медленной стадией либо диффузией в пленке (пленочная кинетика), либо диффузией в зерне (гелевая кинетика). [c.319]

Следует отметить, что возможно различное конструктивное оформление процессов, находящихся по данной классификации в одном классе, а также применение различных веществ, образующих твердую и жидкую фазу. Так, например, известны следующие разделительные процессы, осуществляемые на границе раз- дела твердое — вода за счет адсорбционно-химического воздействия извлекаемых частиц с межфазной границей амальгамация, обогащение на липких поверхностях. ионный обмен, флотация твердой стенкой, извлечение гидрофобных частиц благородных металлов древесными опилками, активированным углем и т. д. Возможно также различное аппаратурное оформление процессов особенно многс)-численны аппаратурные разновидности гравитационных процессов. [c.143]

Р а в н овесие твердая фаза — жидкая фаза. В большинстве случаев гетерогенное равновесие твердая фаза — жидкая сводится к обратимому переходу вещества из твердой фазы в раствор. Так, например, в основе электродного равновесия лежит обратимый обмен между металлом и раствором, содержащим ионы этого металла Ме М + ге. В общем случае гетерогенного равновесия зависимость исследуемой с помощью радиоизотопной индикации степени обмена 1п — j (см. гл. 9) [c.179]

Развитие метода ионообменной хроматографии связано с созданием органических ионообменных смол (см. п. 3.2.2), обеспечивающих наряду с проявлением способности к ионному обмену в широком интервале составов жидких фаз относительно высокие значения коэффициентов диффузии ионов в фазе ионита. В 50-е годы XX века найдены многочисленные методические решения для разделения самых разнообразных смесей неорганических веществ на катионитах и анионитах, в последующие годы обобщенные в ряде монографий [95, 103, 104]. В случае применения ИОХ для разделения органических веществ важным этапом явилось создаш1е макропористых ионитов и ионитов на целлюлозной и силикагелевой основах, матрица которых оказалась проницаемой для больших органических молекул, таких, например, как аминокислоты. [c.202]

Хроматография — метод разделения смесей, основанный на избирательном распределении их компонентов между двумя фазами, одна из которых (подвижная) движется относительно другой (неподвижной). Основное достоинство хроматографических методов заключается в разнообразии механизмов разделения. Это может быть адсорбция, распределение между двумя жидкими или жидкой и газовой фазами, ионный обмен, гель-фильтрация, комплексообразование, образование малорастворимых соединений и др. Соответственно различают адсорбционную (газовая и жидкостная), распределительную (газожидкостная хроматография, экстракционная хроматография, распределительная хроматография на бумаге), ионообменную, гель-проникающую (эксклюзион-ная), комплексообразовательную (адсорбционная, лигандо-обмеиная, хроматография на хелатных сорбентах), осадочную хроматографию. Возможны и другие методы. Дополняя друг друга, хроматографические методы позволяют решать широкий круг аналитических задач. Этим объясняется ведущее место хроматографии среди методов разделения, имеющихся в арсенале современной аналитической химии. [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология