Заряд фиксированный

При установлении мембранного равновесия ионные произведения противоионов по обе стороны мембраны должны быть одинаковыми, т. е. константа ионообменного равновесия должна быть равна единице. Термодинамическим условием равновесия должно быть равенство произведений концентраций катионов и анионов по обе стороны мембраны. Однако вследствие неспособности фиксированного иона ионита проникать в раствор, концентрация ионов, соответствующих по знаку заряда фиксированным ионам, будет разной, причем меньшей в ионите, чем в. растворе. Поэтому поверхность зерен ионита можно рассматривать как мембрану, не проницаемую для фиксированных ионов и проницаемую для обменивающихся ионов. [c.105]

Заряд фиксированных катионов нейтрализуется зарядом подвижных анионов, находящихся в порах смолы. При погружении такой мембраны в раствор электролита анионы раствора могут внедряться в матрицу смолы и замещать первоначально присутствующие в ней анионы, в то время как проникновению катионов препятствуют силы отталкивания их фиксированными в смоле катионами. Аналогично действуют и катионообменные мембраны. [c.337]

Синтетические ионообменные материалы—это типичные гели. Их каркас, так называемая матрица, состоит из неправильной высокополимерной пространственной сетки, на которой закреплены группы, несущие заряд, — фиксированные ионы. [c.294]

Внутренняя жидкая фаза содержит свободные катионы (называемые противоионами, поскольку их заряды противоположны по знаку зарядам, фиксированным в матрице мембраны), уравновешивающие электрические заряды фиксированных ионов. Мембрана может также содержать сорбированный электролит с эквивалентным [c.31]

Вспомним, что, например, при выводе формулы (76) сделан ряд допущений. Так, было принято, что ионы — сферические частицы с равномерно распределенным зарядом. В действительности же, например, анионы карбоновых кислот имеют вытянутую форму и заряд фиксирован на определенном участке иона. [c.167]

Рассмотрим равновесие ионита с двумя сортами однозарядных противоионов (называемых так потому, что их заряд противоположен по знаку заряду фиксированных ионных групп ионита). Эти противоионы (обозначим их А и В) присутствуют как в ионите, так и в растворе. Мы можем записать [c.105]

ОТ центра заряда фиксированной группы (подвергаясь при этом действию борновских сил отталкивания). Такая трактовка является чрезмерно упрощенной, но в данном случае она приемлема. Это положение остается верным и для многозарядных ионов, взаимодействующих одновременно с двумя или несколькими фиксированными группами. Однако расчеты в этом случае усложняются из-за необходимости учитывать электрическое взаимодействие иона с другими, более отдаленными фиксированными группами (не говоря уже о том, что в этом случае начинают играть определенную роль энтропийные эффекты), Указанные усложнения имеют тем большее значение, чем ближе друг к другу расположены фиксированные ионные группы. Из сказанного выше вовсе не следует, что в случае обмена однозарядных ионов можно совершенно пренебречь всеми эффектами, связанными с близостью фиксированных ионных групп друг к другу. Наоборот, как мы вскоре увидим, так поступить нельзя. Тем не менее при обмене однозарядных ионов эти эффекты почти всегда значительно меньше по порядку величины, чем при обмене с участием многозарядных ионов. [c.119]

И способных к обмену противоионов, заряд которых противоположен по знаку заряду фиксированных ионов. Имеются такл е коионы — подвижные ионы с зарядом того же знака, что и у фиксированных ионов. В результате действия электростатических сил концентрация коионов в ионите невелика (рис. 5.1) [1]. [c.282]

Термин ионная селективность , или селективная проницаемость , применяется для описания мембран, которые, будучи помещены между двумя растворами электролита, проявляют селективную проницаемость по отношению к иону определенного знака. Такие мембраны представляют собой иониты в форме лиСта. Катионитовые мембраны селективны по отношению к катионам, анионитовые— по отношению к анионам эти два типа мембран иногда называют соответственно отрицательными или положительными по знаку заряда фиксированного иона в каждом случае. [c.48]

При определенных условиях эффект Доннана может возникать даже в присутствии только одного макромолекулярного иона. Если подобный ион охватывает большой объем, как, например, может наблюдаться в случае клубка из линейного полиэлектролита, содержащего значительное количество растворителя, то воображаемую граничную поверхность можно провести вокруг этого объема. Растворитель и низкомолекулярные ионы в растворе могут свободно проходить через эту границу, а заряды, фиксированные на макроионах, не могут, и воображаемая граница, таким образом, становится похожей на полупроницаемую мембрану. В частности, концентрации свободных ионов во внутренней части объема (т. е. в объеме, охватываемом граничной поверхностью) будут отличаться от соответствующих концентраций вне ее. (Такая модель, возможно, неприменима для описания относительно небольших макроионов с низкой плотностью заряда, какими являются большинство белков. Занимаемый такими ионами объем настолько мал, что требование электронейтральности в этом случае отпадает ионная атмосфера вокруг иона может компенсировать его внутренний заряд, см. гл. 7.) [c.278]

В связи с требованиями электронейтральности фазы ионита в ней обязательно должны присутствовать противоположно заряженные группировки в количестве, необходимом для компенсации заряда фиксированных ионов обозначим их символом М и назовем противоионами. Примем, что в общем случае противоионы могут пересекать границу раздела ионит — раствор как в прямом, так и в обратном направлении. [c.6]

Отличительная особенность редокситов — возможность изменения суммарного заряда фиксированных ионов (за счет реакции окисления-—восстановления) при сохранении общего числа группировок, способных нести заряды. Эта особенность должна учитываться как в уравнениях типа (1.2), так и при записи условий электронейтральности фазы ионита. [c.14]

В соответствии с рассмотренным выше (см. стр. 31) предположением о гетерогенности фазы ионита, расчет изменений коэффициента равновесия с температурой сводится к анализу влияния температуры на распределение ионов Mi и Мг, а также растворителя между фазами ионита и раствора. Напомним, что согласно этому предположению необменно поглощенные электролиты считаются компонентами фазы раствора, и таким образом, фаза ионита содержит только противоионы, компенсирующие заряд фиксированных ионов, и растворитель. [c.48]

Соединения, содержащие цепь конъюгации и не менее двух ауксохромов, являются настоящими органическими красителями. Усиление интенсивности поглощения происходит, разумеется, только в том случае, если ионный заряд получает возможность перемещаться по цепи конъюгации. Если же ионный заряд фиксирован на одном атоме, он не влияет на поглощение. Солянокислая соль кристаллического фиолетового [c.152]

Спектры ЯМР измерены в воде для протонированных форм. Из-за быстрой обратимой миграции протона в катионах диазинов химические сдвиги формально неэквивалентных ядер одинаковы. Квантово-механический расчет, напротив, выполнен для катионов с зарядом, фиксированным на одном азоте, в результате чего л-заряды не всех С-атомах получались разными. [c.68]

Вследствие изложенного реальную молекулу рассматриваемого вещества нельзя точно изобразить формулами (III), (IV) и (V), в которых заряд фиксирован на одном из атомов. Действительное строение должно соответствовать такому состоянию, при котором заряд распределяется между несколькими атомами. Это строение может быть условно изображено формулами (VI) и (VII) [c.63]

Подобно этому, в тех случаях, когда в результате ассоциации фиксированных ионных групп с противоионами образуются ионные пары, эффективная плотность заряда фиксированных ионных групп, а вместе с ней и величина потенциала Доннана уменьшаются. В особых случаях, когда многовалентные противоионы связываются с фиксированными ионными группами, мембрана может изменять свой фиксированный заряд на противоположный. Гельферих [24] приводит пример [c.158]

Обычно ионообменные мембраны содержат ионные группы, фиксированные в смоле или полимерной матрице. В случае катионообменных мембран в состав таких групп входит фиксированный анион (50з, —СОО- и т. д.), а в случае анионообменных — фиксированный катион (например, —КН+, ——Ы+). Ионы того же знака заряда, что знак заряда фиксированного иона (коионы), покидают фазу мембраны под действием сил электростатического отталкивания. Степень отталкивания зависит от концентрации раствора электролита, равновесного с мембраной. При низкой концентрации мембрана почти не содержит коионов. Однако с ростом ее последние начинают проникать в фазу мембраны вместе с противоионами (т. е. ионами, знак заряда которых противоположен знаку заряда фиксированного иона) для сохранения электронейтральности. Число коионов в фазе мембраны меньше числа противоионов на число фиксированных ионов. В случае неионных мембран различие между противо- и коионами отсутствует, а числа положительных и отрицательных ионов в фазе мембраны одинаковы. Способность ионообменных мембран выталкивать коионы делает их полупроницаемыми. [c.98]

Если катионообменник, насыщенный противоионами А, контактирует с разбавленным раствором сильного электролита АУ, то концентрация катионов А в ионообменнике больше, чем в растворе, а концентрация анионов больше в растворе, чем в ионообменнике. Поэтому катионы стремятся диффундировать из фазы сорбента в раствор, а анионы — из раствора в фазу ионообменника. В результате этого процесса на границе раздела фаз возникает разность потенциалов — потенциал Доннана. При равновесии стремление ионов к диффузии из-за возникшего градиента концентрации компенсируется действием электрического поля. Разность потенциалов частично или полностью вытесняет электролит из ионообменника. Практически ионообменник, находящийся в равновесии с раствором сильного электролита, всегда содержит небольшое количество катионов, а также эквивалентное им количество противоионов, избыточное по сравнению с количеством противоионов, необходимых для нейтрализации заряда фиксированных ионов. Доннановский потенциал тем выше, чем больше разница концентраций в ионообменнике и в растворе он растет с уменьшением концентрации раствора и с увеличением концентрации фиксированных ионов. Значение доннановского потенциала обратно пропорционально заряду иона. Если ионообменник насыщен многозарядным ионом, то уже небольшая разность потенциалов компенсирует стремление противоионов к диффузии в раствор. [c.30]

Выпускаются опытные партии ионообменных мембран на основе других ионитов. Важнейшим свойством этих мембран является избирательная проницаемость для противоионов и практически полная непроницаемость для Кононов (ионов, имеющих заряд одинакового знака с зарядом фиксированного иона) 113—17). В экспериментальном порядке изготавливаются ионообменные поропласты, трубки, кольца, таблетки и другие формованные изделия. [c.13]

Синтетические ионообменные смолы имеют гелеобразное строение. Основа ионообменных смол представляет собой неправильную трехмерную углеводородную матрицу (или каркас). К определенным звеньям углеводородного каркаса привиты функциональные группы, обладающие способностью обменивать ионы. Чтобы такие группы были ионообменными, они должны обладать способностью диссоциировать на ионы. Группы, закрепленные в матрице смолы и несущие заряд, называются фиксированными ионами. Ионы, не закрепленные в матрице и нейтрализующие заряд фиксированных ионов, называются противоионами. [c.137]

В настоящее время широко распространена ионообменная адсорбция с помощью ионитов, которые представляют собой твердую матрицу с ионогенпыми функциональными группами. Если матрица несет отрицательный заряд (фиксирован анион), а обмениваются катионы, адсорбент является катионитом. Если матрица заряжена положительно, а подвижные противоионы несут отрицательный заряд, адсорбент является анионитом. Иониты со смешанными группами называют амфо-литами. [c.39]

Марки ионитов, выпускаемых различными отечественными и зарубежными фирмами, а также важнейшие свойства ионитов можно найти в [8]. Общей системы номенклатуры ионитов пока не существует. В СССР их названия образуют из начальных букв слов, указывающих знак заряда фиксированного иона и свойство ионита. Так, катиониты имеют начальную букву К, аниониты — А. КУ означает катионит универсальный, КФ — катионит фосфорнокислый, КБ — катионит буферный, АВ — анионит высокоосновной, АН — анионит низкоосновной и т. д. Принято также названия марок ионитов образовывать из начальных букв соединений, служащих сырьевой базой при синтезе ионитов. Так, ММГ означает, что данный ионит синтезируется из меламина, мочевины и гуанидина, СДВ —стирола и дивинилбеизола, ЭДЭ — этилеидиамина и эпи-хлоргидрина. [c.116]

Отличие смол этого типа от других амфотерных ионитов заключается в том, что активные группы цепей, не связанных с матрицей смолы, обладают большой подвижностью и могут компенсировать электрический заряд фиксированных ионов смолы. Поэтому биполярная смола типа ретардиона, с одной стороны, способна сорбировать из раствора одновременно и анионы и катионы, а с другой стороны, не способна их прочно удерживать. [c.70]

Хитозан проявляет ярко выраженные полиэлектролитные свойства в водной среде приобретает заряд, фиксированный на основной цепи макромолекулы. В связи с этим на его молекулярную конформацию оказывают влияние взаимодействие электрических зарядов, расположенных вдоль основной цепи макромолекул, и локальное сопротивление звеньев макромолекул продольному изгибу. Электростатические заряды влияют на форму макромолекул в растворах, набор конформационных состояний включает как статический клубок, так и более компактное "квазиглобулярное" состояние, характеристическая вязкость растворов зависит от молекулярной массы. Необходимо отметить, что хитозан сравнительно однороден по молекулярной массе. [c.388]

Для изменения концентрации электролитов в растворах путем электродиализа используются ионообменные мембраны — ионообме№-ники в виде пленки. Существуют два типа ионообменных мемфан анионообменные и катионообменные мембраны. Анионообменная мембрана содержит катионные группы, фиксированные в матрице смолы. Заряд фиксированных катионов нейтрализован зарядом подвижных анйонов, находящихся в порах смолы. При погружении такой мембраны в раствор электролита анионы раствора могут внедряться в матрицу смолы и замещать первоначально присутствующие в ней анионы, проникновению же катионов препятствуют силы отталкивания их фиксированными в смоле катионами. [c.13]

Электродиализ представляет собой процесс мембранного разделения, в котором ионы растворенного вещества переносятся через мембрану под действием электрического поля. Таким образом, движущей сшюй этого процесса является градиент электрического потенциала. Под действием электрического поля положительно заряженные ионы (катионы) перемещаются по направлению к отрицательному электроду (катоду). Отрицательные ионы (анионы) движутся по направлению к uoJЮЖитeJIьнo заряженному электроду (аноду). Электрическое поле не оказывает влияния на незаряженные молекулы. При использовании проницаемых для ионов неселективных мембран можно разделять электролиты и неэлектролиты. Когда применяются мембраны, более проницаемые для катионов или, наоборот, для анионов, с помощью электродиализа можно повысить или понизить концентрацию раствора электролита [13]. С этой целью используют ионообменные мембраны анионообменные и катионообменные. Матрица анионообменной мембраны содержит фиксированные катионные группы. Заряд фиксированных катионов нейтрализован зарядом подвижных анионов. [c.439]

Если мы теперь рассмотрим обмен ионов с равным, но отличным от единицы числом зарядов, например обме ( ионов Са + и Ва , то убедимся, что электроселективность в этом случае не проявляется. Однако объяснение механизма обмена таких ионов связано с некоторыми трудностями теоретического характера, отсутствующими в случае обмена однозарядных ионов. Несколько забегая вперед, заметим, что нам предстоит рассмотреть взаимодействие между фиксированными обычно однозарядными ионными группами ионита и находящимися поблизости от них противоионами. Это взаимодействие достаточно сложно даже в том случае, когда фиксированные группы ионита и противоионы имеют одинаковое число зарядов. Если же заряд нротивоиона больше, чем заряд фиксированной ионной группы, то характер взаимодействия становится еще сложнее, так как каждый нротивоион связывается с двумя или несколькими ионными группами. Если ограничиться рассмотрением только электростатического взаимодействия, то для однозарядных противоионов можно воспользоваться следующим известным положением электрическая свободная энергия системы ион — фиксированная группа имеет наименьшее значение, когда ион находится на минимальном расстоянии [c.118]

Диффузия противоионов ограничена условием электронейтральности компенсация электрического заряда фиксированных ионов при переходе ионов А из ионита в раствор осуществляется заменой этих ионов в ионите эквивалентным количеством ионов В из раствора. Таким образом, потоки ионов взаимозависимы. Взаимозависимость потоков противоионов происходит за счет корректирующего действия автоматически изменяющегося электрического поля в ионите (диффузионный потенциал). Специальные примеры будут подробно рассмотрены в последнем разделе. В основе количественных теорий ионообменной кинетики лежит диффузия ионов, при которой электрическое поле играет роль механизма, сохраняющего эяектронейтраль-ность. [c.283]

Противоположно направленные потоки За/а и zвJв (в эквивалентах) должны быть равны по величине, чтобы сбалансировать везде и в любой момент времени электрические заряды фиксированных ионов. Поэтому справед- [c.292]

В то время как термин одноименный ион широко применяется в том смысле, в котором он здесь приводится, имеются некоторые вариации в применении термина противоион . Некоторые авторы применяют этот термин для обозначения только тех ионов, которые необходимы для нейтрализации зарядов фиксированных ионов. Экстра -ионы этого же знака вместе с одноименными ионами (и те, и другие присутствуют в эквивалентных количествах и вместе образуют то, что иногда называют доннановским сорбированным электролитом ) называют околоионы [D11]. Следует внести ясность в эту терминологию в свете образования пар ионов. Однако в этой главе противоионы будут означать все подвижные ионы в ионите, знак которых противоположен анаку фиксированных ионов. [c.50]

В катодной и анодной камерах происходит увеличение концентрации растворенных веществ, а в средней камере происходит частичное снижение концентрации — обессоливание. Производительность такой установки невелика вследствие дополнительного переноса ионов через рабочую камеру. Повысить эффективность работы можно при использовании активных ионитовых мембран. Такие мембраны обладают соответственно свойствами катионита или анионита. Применение активных ионитовых мембран в электродиализе повышает эффективность применения этого процесса для обессоливания воды. На рис. 8 приведена схема трехкамерной электродиа-лизной установки. Катодная камера отделена от камеры обессоливания катионитовой мембраной, анодная камера — анионитовой. Исходная вода подается во все камеры. В процессе работы установки в средней камере происходит обессоливание воды, а в крайних наблюдается повышение концентрации раствора. Осуществление процесса электродиализа с применением ионитовых мембран основано на избирательном (селективном) переносе ионов определенного знака через мембрану. Анионитовая мембрана, несущая положительный заряд фиксированных на матрице катионов, избирательно пропускает только анионы из раствора, отрицательно заряженная катионитовая мембрана проницаема только для катионов. Благодаря селективной проницаемости ионитовых мембран катионы из камеры обессоливания беспрепятственно проходят в катод- [c.89]

Для сохранения структурных особенностей сетчатых полимеров существенную роль играет выбор рационального режима дегидратации. В работе [63 показано, что при высушивании карбоксильных катионитов на основе СТ—ДВБ в водородной форме происходит сжатие их пространственных сеток. После повторного высушивания первоначальная величина набухания не восстанавливается. Этот эффект сильнее всего проявляется в случае гелевых и гетеросетчатых систем, тогда как для макропористых сополимеров он существенно слабее (кроме того, показано, что высушивание не влияет на величину общей пористости макропористых систем в сухом состоянии). Для солевой формы эффект сжатия пространственной сетки не наблюдается по-видимому, суммарный заряд фиксированных ионов, возникающий при ионизации функциональных групп, препятствует плотной упаковке цепей матрицы при их сближении в процессе дегидратации. Сравнение способов высушивания макропористого карбоксильного катионита КМ-2п показывает [64], что минимальное изменение удельного объема имеет место для лиофильно высушенного образца. На взаимодействие полимеров с растворителем влияет и термодинамическое качество последнего в хорошем растворителе полимерная сетка эластичная, в плохом — жесткая. Это сказывается на величине деформации полимерного материала при испарении растворителя. Эластичные сетки дают большую величину усадки, чем жесткие [40, 65, 66]. [c.23]

Там, где это не оговаривается особо, предметом обсуждения будет равновесие между ионитом, содержащим один сорт фиксированных ионов R, и раствором, образованным Двумя электролитами MiXz, и МгХа, и растворителем S. Примем также, что фиксированные ионы R и коионы X однозарядны, а заряды ионов Ml и Мг равны Z и 2г. Примем, что, электролиты в растворе Диссоциированы полностью. Отметим, что получаемые ниже соотношения справедливы безотносительно к знаку заряда фиксированных ионов. [c.7]

Признаком, отличающим ионообменные и иономерные мембраны от мембран других типов, является наличие зарядов или ионных групп в составляющих их макромолекулах. Подвижные ионы, которые несут заряд, противоположный заряду фиксированного иона, называют противоионами, а ионы, несущие такой же заряд, — коионами. Полимеры, содержащие положительно заряженные группы, называют поликатионами. Вследствие условия электронейтральности они будут содержать стехио-метрическое количество обмениваемых анионов, соединенных с неподвижными катионами. Так как такие анионы являются подвижными и могут обмениваться на другие анионы из внешних растворов, поликатионы называют анионообменниками. Из тех же соображений полианионы называют катионообмен-никамн. Существуют также амфотерные типы, которые способны к обмену как катионов, так и анионов, и редокс-полимеры для процессов окисления и восстановления. [c.156]

Ранее было показано [7], что наклон участка предельного тока на поляризационно11 кривой обусловлен миграционной составляющей предельного тока. Повышение электропроводности системы в присутствии ионообменного материала увеличивает миграционный ток через мембрану, что приводит к уменьшению угла найлона этого участка поляризационной кривой. При этом наибольший эффект наблюдается для случая, когда мембрана и ионообменная насадка имеют одинаковые знаки зарядов фиксированных ионов. [c.168]

Как правило, обменноактивными группами имеющихся в настоящее время ионообменных мембран являются сильнодиссо-циирующие остатки четвертичных оснований или сульфогруппы, связанные со скелетом смолы. Вследствие высокой плотности заряда они могут отталкивать ионы одинакового заряда даже в относительно концентрированных растворах и тем самым сохранять свою избирательную проницаемость по отношению к катионам или анионам. При превышении известной границы концентраций раствора для всех мембран главную роль в конце концов будет играть доннаново равновесие, т. е. дополнительно вместе с соответствующим числом противоионов в мембраны проникают также ионы, имеющие заряд, одинаковый с зарядом фиксированных ионов. Этот процесс связан, естественно, с обратимостью избирательности. [c.258]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология