Межпакетное адсорбция

Пакет в целом электрически нейтрален, что способствует малым величинам межпакетной адсорбции. Кристаллы диккита, на- [c.328]

Для монтмориллонитов характерна высокая способность к адсорбции и катионному обмену (см. стр. 324). Катионы, адсорбированные межпакетным пространством, нейтрализуют отрицательный заряд пакета, который образуется в результате гетеровалентных замещений. Из адсорбированных катионов наиболее слабо связаны с пакетами Li+ и Na+, сильнее — К так как его размер соответствует величине пустот в кислородной упаковке, ограничивающей наружный тетраэдрический слой. Катионы можно расположить в-ряд в порядке возрастания устойчивости связи Li+< Na < <С К" < Rb+ < s+ < Mg + < Sr + < Ва + < Н+. Катионы, находящиеся в левой части ряда, легко замещаются катионами из правой части. В межпакетном пространстве монтмориллонита возможно присутствуют ионы гидроксония (Н3О+). Приблизительно около 80% способных к обмену ионов подвергается межпакетной адсорбции, остальные 20% размещаются на периферийных участках пакета (рис. 7.47). Причина адсорбции катионов на концах слоев в монтмориллоните — ненасыщение валентности периферийных ионов кислорода. [c.334]

Адсорбция полимеров на глинистых минералах возрастает с увеличением М, но при больших М ( 10 ) начинает резко падать, как это происходит и с молекулами ПАВ (обращение правила Траубе), что связано главным образом со стерическими препятствиями. Действительно, молекулы полимеров с малым М (<10<) внедряются в алюмосиликатную матрицу высокодисперсных глин, образующую пакеты частиц и пронизанную тончайшими порами ( 1 нм для слоистых силикатов) молекулы больших размеров адсорбируются лишь в межпакетных промежутках, еще более крупные — только на внешней поверхности частиц. [c.348]

Последнее основано на том, что обменная емкость палыгорскита, порядка 30—40 мг-экв/100 г глины, является результатом изоморфных замещений А1 на Mg и 81 на А1. Компенсация избыточных зарядов осуществляется путем адсорбции ионов на внутренних поверхностях в каналах кристаллической структуры. ЧисЛо обменных мест в них во много раз больше, чем на поверхности волокна. При помощи радиоактивных изотопов было найдено, что ионнообменные процессы проходят во внутренних полостях, где А1 и Mg в октаэдрическом положении зачастую оказываются обменными [62]. Это обусловливает существенную разницу механизмов адсорбции палыгорскита и монтмориллонита. У последнего адсорбция происходит на весьма подвижных межпакетных плоскостях и на внешней поверхности пакетов, что легко объясняет его гидрофильность и коагуляционную уязвимость. У палыгорскита адсорбирующиеся ионы, в том числе [c.24]

Уже было показано, что в межпакетных пространствах глинистых минералов, особенно смектитов, ионы удерживаются слабо, что придает им способность к ионному обмену. Ионный обмен в глинистых минералах может быть также поверхностным явлением. В результате повреждений на краях минералов могут разрушаться связи и обнажаться как некоординированные кислородные атомы (участки с чистым отрицательным зарядом), так и некоординированный кремний или другие ионы металлов (участки с чистым положительным зарядом). Такие поверхностные заряды компенсируются путем электростатической адсорбции катионов или анионов соответственно. Кроме того, в глинах с поврежденными октаэдрическими слоями могут обнажаться ОН-группы. В условиях высоких значений pH такие ОН-группы могут диссоциировать с образованием отрицательного заряда, который нейтрализуется другими катионами, например, [c.114]

Первая — Са +, Ва +. С помощью рентгеновского метода было установлено, что при адсорбции триметилкарбинола происходит внедрение молекул спирта в межпакетное пространство соответствующих катионзамещенных форм с образованием межслоевого комплекса толщиной, равной приблизительно диа- [c.71]

J Механизм адсорбции усложняется, если сорбент состоит из неодинаковых атомов или ионов, как это имеет место на поверхности кристаллов солей, минералов. По мере сорбции возрастает вероятность проникновения молекул воды во внутрь кристаллической структуры минералов и солей, а также частичное или полное их растворение. Поверхностные связанные ионы являются сильными активными центрами. Вокруг них образуются сольватные слои жидкости [9—11]. Все это существенно осложняет механизм сорбции и искажает упорядоченность сорбированных межпакетных и поверхностных слоев жидкости и изменяет ее физико-химические свойства. [c.66]

Что касается взаимодействия вермикулита с аммонийными солями, то внедрение больших органических катионов в его межпакетное пространство приводит к существенной активации внутренней поверхности. Адсорбция бензола на модифицированном вермикулите возрастает в 15 раз но сравнению с Ка-формой. Высокая активация внутренней поверхности вермикулита при взаимодействии с органическими веществами объясняется образованием межслоевых комплексов, расположенных перпендикулярно (или под большим углом) к поверхности слоя. [c.74]

В то же время молекулы воды при их внедрении в межпакетное пространство монтмориллонита и вермикулита образуют водородные связи с поверхностными кислородами и одновременно вступают в специфическое взаимодействие с обменными катионами [9, 10]. Само собой разумеется, что и тепловой эффект при этом повышается. Поэтому теплота смачивания, отнесенная к молю связанной воды, должна быть, и на самом деле есть, выше константы 1440 кал моль), полученной А. В. Думанским для гидрофильных высокомолекулярных соединений (крахмал, целлюлоза и др.). Удалось установить, что для всех минералов количество связанной воды можно определять по изотермам адсорбции при Р Р 0,90. [c.4]

Анализ спектральных данных по адсорбции тяжелой воды на вермикулите и монтмориллоните [11—12] показывает, что в их межпакетном пространстве, кроме молекул воды, вступивших в водородную связь с поверхностными атомами кислорода и специфически взаимодействующих с обменными катионами (они ответственны за появление максимума в области 2500 сл 0, имеются также и мономерные (одиночные) молекулы воды, слабо возмущенные водородными связями (им соответствует полоса 2630 ИК-спектроско- [c.4]

Одним из аспектов коллоидной химии является также разработка методов регулирования адсорбционных и других физико-химических свойств минеральных сорбентов. Как показали проведенные исследования, наиболее перспективными методами являются модифицирование минералов органическими катионами и кислотная активация [9—13]. При замене неорганических обменных катионов на органические внутренняя поверхность минералов с расширяющейся решеткой становится доступной не только для молекул воды и спиртов, но и для неполярных алифатических углеводородов, азота, кислорода и др. Эффективная удельная поверхность по отношению к адсорбции последних увеличивается для монтмориллонита, например, с 30 до 300 м 1г. Параметр с решетки органофильного монтмориллонита и вермикулита определяется размерами органических катионов и их расположением в межпакетном пространстве. Поэтому модифицированные глины, подобно цеолитам, являются селективными сорбентами и должны найти широкое применение в газовой хроматографии. [c.5]

Характерная особенность глинистых минералов — способность поглощать значительные количества воды. Она проявляется в разной степени для различных минералов. Каолинит, дик-кит и накрит в этом отношении близки слюдам. Они не содержат межпакетных слоев из молекул воды, а поглощают воду по механизму поверхностной адсорбции. Напротив, в монтмориллоните, вермикулите и других глинистых минералах, имеющих межпакетные водные слои, происходит не только поверхностная адсорбция, но и структурное набухание. Молекулы воды в межпакетных пространствах сильно увеличивают структурные параметры в направлении, перпендикулярном к поверхности, ограничивающей пакет. [c.321]

Набухание монтмориллонитов и вермикулитов — обратимый процесс. При полной дегидратации этих минералов восстановить их гидратацию трудно. Но если дегидратация проведена частично, то последующая гидратация происходит легко. В галлуазите удаление межпакетной воды приводит к потере способности ее повторной адсорбции. [c.323]

Одна из причин, стимулирующих ионный обмен, — ненасыщен-ность связей, главным образом, в боковых ответвлениях цепей илн лент в структурах дисперсных кристалликов глин. Вторая причина— изоморфные замещения в тетраэдрических (З " на А1 +) и октаэдрических (А1 + на М 2- ) позициях. Это приводит к образованию суммарного отрицательного заряда пакета, который компенсируется адсорбцией катионов. В монтмориллоните и вермикулите (структуры с межпакетной водой) 80% адсорбированных ионов размещается между пакетами, а 20%—на поверхности кристаллов. В противоположность этому в каолините и галлуазите ионы адсорбируются в основном поверхностью кристалла. [c.324]

Ионная емкость зависит также от размера глинистых минералов особенно, когда она связана с насыщением связей на поверхности зерен. Уменьшение размера частиц, адсорбирующих ионы в межпакетных пространствах, незначительно влияет на ионный обмен. На поверхности зерен он происходит быстрее, чем в межпакетных пространствах. При температуре выше 300 °С глинистые минералы теряют способность к адсорбции ионов. [c.324]

Слоистые минералы с расширяющейся решеткой. Основные представители — монтмориллонит и вермикулит. В процессе адсорбции полярных веществ решетка этих минералов в зависимости от рода обменных катионов, электронной и геометрической структуры адсорбата расширяется на 3—15 А, и в межпакетное пространство внедряется один или несколько молекулярных слоев адсорбируемого вещества. Таким образом, монтмориллонит и вермикулит следует отнести [c.148]

Обменные катионы оказывают большое влияние на характер адсорбции паров воды и на ее структуру в межпакетном пространстве. [c.33]

Для выяснения характера адсорбции спиртов в межпакетном пространстве монтмориллонита нами исследованы ИК-спектры триметилкарбинола, адсорбированного на Na- и Li-форме минерала. Полоса валентных колебаний гидроксильных групп [c.36]

При изготовлении глинопорошков на заводах глина сушится в барабанах при средней температуре 80-90°С, что создает благоприятные условия для адсорбции органических молекул смазки в связи с частичным удалением гидратационной воды и повышением адсорбционной активности поверхности глинистых частиц. При пропитке сухого глинопорошка углеводородной жидкостью наиболее активные ее компоненты адсорбируются как на наружных поверхностях, так и в межпакетном пространстве глинистых частиц, увеличивая межплоско-стные расстояния в 2—3 раза и уменьшая прочность частиц на сдвиг. [c.49]

Слоистые минералы с расширяющейся решеткой. Основными представителями этой группы являются монтмориллонит и вермикулит. Они относятся к мелкопористым сорбентам. Их структура имеет, по аналогии с гранулированными цеолитами, первичную и вторичную пористость. Первичная пористость обусловлена кристаллияеским строением минералов, вторичные поры образованы зазорами между контактирующими частицами. При адсорбции полярных веществ решетка первичных пор расширяется и в межпакетное пространство внедряется один или несколько слоев молекул адсорбата. Удельная поверхность первичных пор достигает 420—470 м /г. Азот и углеводороды этими порами практически не сорбируются. Преимущественный радиус вторичных пор составляет 50—100 А, их удельная поверхность не превышает 60 м г. [c.128]

Адсорбция других веществ затруднена вследствие стерических ограничений. При адсорбции паров полярных соединений /оо2 увеличивается на 0,3-1,4 нм, в связи с чем межпакетные промежутки этих материалов можно рассматривать как пластинчатые микропоры с изменяющимся объемом. Объем микропор при этом намного больше объема мезопор, который образован зазорами между контактирующими ячейками и является постоянным. В межслоевых промежутках монтмориллонита (более лабильной структуры) адсорбируются также макромолекулы (белки, поливиниловый спирт, полиоксиэтилен и др.). При замачивании водными растворами в присутствии N3 и ЬГ сорбент диспергируется до элементарных пакетов с А = 0,94 нм. При этом величина dш составляет 3-13 нм. Таким образом, геометрическая поверхность становится внешней и может быть доступна для многих молекул. Поэтому N3-монгмориллонит является эффективным сорбентом для очистки сточных вод от органических соединений. [c.377]

С поглощением воды глинистыми минералами связаны технологически важные свойства глин — пластичность, прочность и плотность. Пластичность, прежде всего, обусловлена легким скольжением слоев в кристаллах. Связи в пределах двух- и трехслойных пакетов вследствие ионной поляризации весьма сильны и очень слабы между пакетами. Проникновение молекул воды в межпакетные пространства и адсорбция их силами Ван-дер-Ваальса облегчает скольжение и придает мокрой глине значительную пластичность, что, в свою очередь, приводит к улучще-нию ее формовочных свойств. Пластичность зависит от толщины адсорбированного слоя воды, от размера, формы и поверхности глинистых минералов, а также от сорта адсорбированных катионов. На пластичность монтмориллонитов значительное влияние оказывает сорт межпакетных катионов. Так, Са + сильнее связывают пакеты, чем Ка+ и затрудняют тем самым проникновение молекул воды в межпакетное пространство. Для увеличения пластичности монтмориллонитов (бентонитов) глины погружают в [c.323]

Адсорбция бензола и циклогексана на монтмориллоните по данным рентгенографического анализа не вызывает изменения его межплоскост-ного расстояния, что согласуется с сообщением [6]. В случае адсорбции диоксана межплоскостное расстояние минерала увеличивается с 9.8 А для высушенного при 180° С образца до 14.7 А, а при адсорбции пиридина, пиперидина и ацетонитрила до 19.0,17.6 и 15.6 А соответственно, при поглощении же метилового, этилового и пропилового спиртов до 13.1, 12.6 и 12.2 А соответственно. Следовательно, адсорбция паров бензола и циклогексана протекает на поверхности частиц монтмориллонита [7], а молекулы остальных сорбатов сорбируются как на внешней поверхности, так и в межпакетном пространстве минерала. [c.142]

Основными факторами, вызывающими химическую адсорбцию молекул на монтмориллоните, по-видимому, являются во-первых, взаимодействие между сосредоточенными на поверхности специфического адсорбента положительными зарядами и молекулами адсорбатов при этом главная роль принадлежит поверхностным гидроксилам у атома алюминия, находящегося в октаэдрической (реже тетраэдрической) координации во-вторых, сольватация ионов натрия, находящихся в межпакетном пространстве монтмориллонита при этом возможны взаимодействия двух типов — ион—диполь и ион—инициированный диполь. Прочность этого типа связи меньше, чем прочность первого типа, так как значения монтмориллонита после десорбции сорбатов при 350° С несильно отличаются от межплоскостного расстояния обезвоженного Na-монтморилло-нита. [c.143]

На рис. 12 приведены изотермы сорбции паров бензола на Ка-вермикулите и образцах вермикулита, адсорбировавших различное (40, 60, 80 и 100% от емкости обмена) количество диме-тилдидодециламмония. Молекулы бензола не проникают в межпакетное пространство Ыа-вермикулита, и их адсорбция происходит на внешней поверхности образца. При определении удельной поверхности по методу БЭТ с использованием посадочной площадки молекулы бензола со = 40 А получает величину внешней поверхности 9 м 1г. [c.38]

Адсорбция молекул бензола происходит на оставшейся, незанятой кислородной поверхности алюмосиликатных пакетов в результате действия неспецифических ван-дер-ваальсовых сил взаимодействия [32]. Следует также учитывать наличие в межпакетном пространстве других активных центров адсорбции — больших органических катионов. Специфическое взаимодействие [c.39]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология