Межпакетное пространство

Минерал монтмориллонит лучше других пропускает воду, внутрь кристаллической решетки и потому больше других увеличивается в объеме при набухании. Вода заходит в межпакетное пространство и как бы раздвигает пакеты. Минерал каолинит практически не пропускает воду в кристаллическую решетку и потому его объем при смачивании остается почти неизменным. [c.34]

В отечественной литературе термину межслоевые позиции соответствует термин межпакетное пространство . Далее в тексте будет употребляться принятый в отечественной литературе термин межпакетное пространство . — Прим. перев. [c.104]

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]

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]

В зависимости от типа минерала образуются пакеты из двух или трех слоев или листов. Кристаллическая решетка минералов состоит из множества таких пакетов. Между ними имеются свободные межпакетные пространства. Различают два основных типа, строения кристаллической решетки глинистых минералов. [c.97]

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]

В некоторых глинистых минералах предполагается наличие в межпакетном пространстве иона гидроксония Н3О+. [c.323]

Небольшая часть невыветрелых породообразующих силикатов, например слюд, уже является слоистыми силикатами. Нетрудно предугадать, что в результате трансформационных изменений они могут превратиться в глинистые минералы. Изменения вероятнее всего затрагивают межпакетные пространства, особенно на поврежденных краях кристаллов. Тип образующегося минерала будет зависеть от состава как исходного материала, так и приобретенных в процессе трансформации ионов. Например, замена на в мусковите может привести к образованию магниевого смектита. [c.113]

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]

В межпакетное пространство в монтмориллониты в зависимости от влажности воздуха и характера межпакетных катионов могут входить различные количества НгО. В связи с этим в достаточно широких пределах изменяется величина параметра с. Молекулы воды, соединенные водородными связями образуют гексагональную упаковку (рис. 7.46). [c.333]

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]

Внедрение катиона метиленового голубого в межслоевую область вызывает увеличение межпакетного пространства до 13 А [c.145]

Установленная четкая зависимость характера высокотемпературных эндоэффектов на термограммах катионзамещенных форм вермикулита от типа обменного катиона [9] говорит однозначно о наличии химической связи межпакетного катиона с ОН-группами октаэдрического слоя, осуществляемой, вероятно, через гексагональные лунки, образованные кремнекислородными тетраэдрами. Более того, не исключена возможность, что обменные катионы расположены не в середине межпакетного пространства, а находятся в лунках на уровне плоскости тетраэдров или частично выступая. Это предположение более обосновано для Na-формы, но не для Mg-вермикулита. Во всяком случае взаимосвязи межпакетного обменного катиона со структурными элементами трехэтажного силикатного пакета значительно сложнее, чем это предполагали ранее. [c.158]

Как показало изучение теплот смачивания, адсорбционные измерения и рентгеноструктурные определения межплоскостных расстояний для К-, Ма-, Ы-, Са-, Ва-, Си-, Со-, 2п-, А1- и Ре-образцов монтмориллонита, обменный комплекс последнего сильно влияет на характер взаимодействия этого минерала с молекулами воды. Установлено полное соответствие между адсорбционными изотермами по воде и характером изменения параметра с решетки монтмориллонита. Его внешняя поверхность незначительна и составляет лишь /35— /30 общей величины. Если в обменном комплексе минерала находятся большие однозарядные катионы На" и К" ", то наблюдается быстрое падение кривых ДЯ == / (а) и Д5 = / а) при малых влажностях, связанное с насыщением внешней поверхности монтмориллонита. Последующие максимумы на кривых На-образца связаны с внедрением первого и вторичных молекулярных слоев воды в межпакетное пространство минерала. Предложена схема адсорбционного поверхностного комплекса монтмориллонита. Исследования ЯМР-спектров показали [41, что вода, адсорбированная на монтмориллоните и па-дыгорските, предоставляет собой подвижную адсорбционную фазу и модель статической льдоподобной структуры неприменима к ней. Поэтому о ее геометрической структуре можно говорить, если рассматривать последнюю в течение очень коротких промежутков времени, не превышающих время нахождения молекулы в положении равновесия. [c.224]

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]

Развивающиеся вокруг глинистых частиц гидратные оболочки оказывают на них расклинивающее воздействие. Гидратированные частицы, раздвигаясь, увеличивают объем системы, глина набухает (рис, I, 17, а). При этом ослабляется сцепление между частицами глины, ее прочность уменьшается и порода размокает, 11сли глинистая порода состоит из минералов с раздвижной кристаллической решеткой (монтмориллонит, вермикулит), то происходит гидратация межпакетного пространства, обусловливающая виу-трикристаллическое набухание (рис, 11.17,6). Так как у этих минералов вклад суммарной площади оснований пакетов в значение удельной поверхностп преобладает (до 80%), они набухают во много раз лучше минералов с жесткой кристаллической решеткой. [c.63]

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]

Важно отметить, что связывание между пакетами 2 1 не может быть осуществлено водородными связями с помощью ОН-групп (как в каолините), поскольку на внешних поверхностях каждого пакета 2 1 находятся только базальные тетраэдрические атомы кислорода. Более того, ионная связь между К" " межпакетного пространства и тетраэдрическими кислородами достаточно сильна, что придает иллитовым глинам устойчивость. Это является причиной их распространенности в продуктах выветривания, особенно в умеренном и холодном климате. [c.106]

НОЙ среды. Несмотря на это, в смектитовых глинах поверхностный ионный обмен гораздо менее важен, чем обмен в межпакетных пространствах (табл. 3.7). [c.115]

Катализаторы из модифицированных смектитовых глин. При температуре выше 200 С происходит потеря воды из межпакетных пространств, которые сжимаются до структуры шшита. Поскольку емкость катионного обмена смектитов сосредоточена в межпакетных слоях, если глинистые катализаторы используются при термической обработке химических органических токсикантов, нужно предотврашать сжатие. Одним из способов удержания межпакетных пространств открытыми в отсутствие растворителя, например воды, является внедрение термически стабильных катионов, действующих как молекулярные подставки , или подпорки (рис. 3.20). [c.117]

Можно применять различные поддерживающие агенты наиболее распространенным является полиядерный катион гидрокси-алюминия [А1п04(0Н)2д I, который устойчив при температуре выще 500 С. Установка подпорки имеет еще два преимущества. Во-первых, увеличивается внутренняя поверхность межпакетного пространства, что делает его более эффективным в качестве адсорбента. Во-вторых, при введении катионных подпорок различных размеров и площади (площадь определяется радиусом и зарядом гидратированного катиона) становится возможным варьировать величину пространства между ними. Таким образом можно изготавливать высокоспецифичные молекулярные сита, пригодные для того, чтобы захватывать большие ионы или молекулы (например, органических загрязнителей), и в то же время просеивать небольшие безвредные молекулы. [c.118]

Связанная вода удерживается на поверхности минеральных частиц с разной степенью прочности. Вокруг зерен могут образоваться пленки связанной воды толщиной в один или несколько мономолекулярных слоев. Наиболее прочно с кристаллической решеткой минералов связаны два ближайших слоя — химически связанная вода и физически прочно связанная вода. Эти прикон-тактные слои сильно прижаты к поверхности минеральных частиц. К связанной воде в значительной мере относится вода, находящаяся в межслоевом (межпакетном) пространстве глинистых минералов. Особенно это относится к смектитовым разбухающим глинистым минералам типа монтмориллонита. По-видимому, на поверхности решеток глинистых минералов молекулы воды занимают фиксированное положение и образуют относительно упорядоченную структуру типа жидкого кристалла. [c.203]

Рассмотрим технологическую циркуляционную схему на примере установки ЭДУ-50 (рис. 43). Исходная солоноватая вода от водоисточника поступает на фильтры предварительной обработки ее 1 и затем в питающие 11 и рассольный 10 баки. Насосами 9, 8 и 7 по трубопроводам подается на электродиализатор 6 соответственно дилюат, рассол и промывной раствор. Промывка приэлектродных камер электродиализатора происходит последовательно (промывной раствор сбрасывается в дренаж), а межпакетных пространств параллельно (промывной раствор возвращается в рассольный бак). Промывной раствор и рассол подкисляются серной кислотой [c.113]

В межпакетном пространстве довольно подвижной водной фазой [5]. По мере обезвоживания интенсивность этого сигнала в спектре ЯМР 1Л быстро уменьшается с появлением боковых полос. Эти последние свидетельствуют о том, что часть обменных Ь1+-ионов теряет свою подвижность. По расщеплению боковых полос рассчитана константа квадрупольной связи (ККС) и оценен градиент электрет Кого поля в месте расположения ионов лития. Полученные результаты сопоставимы с аналогичными величинами для различных литийсодержа.щи еществ. После вакуумирования при 100°полосы исчезают, а центральный максимум становится асимметричным. Это явление связано с более сильными электрическими взаимодействиями квадруполь-ных моментов ядер с решеткой. Одним из возможных объяснений является внедрение обменных Ь1" -ионов в вакантные октаэдрические позиции структуры. Состояние воды в вёрмикулите отличается от монтмориллонита более прочной связью молекул с поверхностью. Соответственно ширина линий спектров ЯМР значительно выше, чем в монтмориллоните. В последнее время нами получены интересные данные и по ядерному магнитному резонансу в цеолитах и мономинеральных вяжущих. [c.5]

Некоторые катионы могут частично закрепляться (фиксироваться) почвами в необменной фбрме. К ним относятся калий и аммоний, рубидий и цезий. Необменная фиксация этих катионов связана с закреплением их в кристаллической решетке некоторых минералов. Необменпой фиксацией обладают глинные минералы с трехслойной кристаллической решеткой, которая может расширяться,— мусковит, вермикулит, иллит и монтмориллонит. Поэтому можно предполагать, что необменная фиксация обусловлена проникновением катионов в межпакетные пространства кристаллической решетки этих минералов. При последующем ее сокращении катионы оказываются в замкнутых гексагональных пространствах, образованных кислородными атомами двух кремнекислородных тетраэдрических слоев. [c.121]

Флогопит. В структуре флогопита KMgз[(Siз, А1)Ою](ОН, Р)г существуют такие же, как в мусковите, тетраэдрические слои с отношением А1 81 = I 3, а внутренние слои пакета заняты Mg + (бруситовые слои), что делает этот фрагмент структуры похожим на тальк. Mg2+ находится в октаэдрической координации. В отличие от бруситового слоя талька, здесь обычно осуществляется частичное замещение ОН на Р. В межпакетном пространстве находятся крупные ионы калия. [c.316]

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]

Как результат гетеровалентных замещений может появиться отрицательный заряд пакета, что обеспечивает возможность проникновения в межпакетное пространство обменных катионов. Номенклатура минералов группы монтмориллонита отражает характер изоморфных замещений. В алюмомагниевом монтмориллоните [c.333]

В межпакетном пространстве, кроме К могут находиться в не-)ольших количествах Са +, Mg + и Н+. В октаэдрических позициях габлюдается замещение А1 + на Fe +, Fe + и Если в струк- [c.337]

Особое внимание привлекает изучение комплексообразования глинистых и слоистых минералов с органическими веш ествами [1 ]. Так, например, был разработан способ изготовления вспученных материалов из бентонитовых глин путем замены природных обменных катионов органическими четвертичными аммониевыми солями, в результате чего во время обжига при достижении пиронластич-ного состояния от окисления углерода образуется газовая фаза, приводяш ая к образованию пористой структуры. Одним из перспективных направлений является эффективная сшивка минерального наполнителя с полимерами для придания им таких свойств, как например повышенная термостойкость, прочность, долговечность и т. д. Кроме того, вводя в межслоевую область глинистых минералов различные органические катионы, можно регулировать ее размеры, при этом она становится доступной для сорбции таких веш,еств, молекулы которых не могут проникать в межпакетное пространство природных минералов и их неорганозамещенных катионных форм [2]. [c.141]

В межпакетном пространстве электродиализованного вермикулита может остаться незначительное количество катионов Mg " , АР , Fe , вышедших их силикатных пакетов во время диализа. Расширение эндоэффекта на кривой ДТА (190° С) и объясняется наличием ноликатионного состава межслоевых обитателей. [c.162]

Котлы ТГМ-84. На этих котлах сжигался преимущественно высокосернистый мазут. По мере работы котла существенно загрязнялись конвективные поверхности нагрева и РВП. Отложения были довольно рыхлыми, в связи с тем что мазут обрабатывался присадкой ВНИИНП-106 [38]. Импульсные камеры были выполнены по схеме, представленной на рис. 5.2,а. Были установлены четыре камеры—две на отметке 16 м с вводом выхлопных торцов в межпакетное пространство конвективного пароперегревателя, остальные на отметке 9 м для очистки экономайзера. Для очистки РВП применялись две импульсные [c.145]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология