Ионный обмен замещение ионов

Природная глина является продуктом коагуляции, проходящей в геологическом масштабе. В глинистых суспензиях коагуляция в различных ее формах также является доминирующим состоянием. Соответственно все процессы приготовления, обработки и применения буровых растворов направлены по пути ослабления коагуляции (пептизация и разбавление), ее сдерживания или предотвращения (стабилизация, коллоидная защита), регулирования (ингибирование) или усиления (электролитная, температурная агрессия, концентрационное загущение). Эти изменения смещают равновесие в сторону усиления или ослабления связей между глинистыми агрегатами, влияют на их лиофильность и дисперсность. В результате устанавливаются промежуточные равновесные состояния, которые и определяют технологические показатели буровых растворов. Таким образом, все протекающие в них изменения являются различными формами единого коагуляционного процесса, управляемого общими. закономерностями системы глина — вода, в которой этот процесс реализуется, и его физико-химическим механизмом. Проявлением этого механизма является модифицирование твердой фазы путем поверхностных реакций замещения и присоединения, включающих в себя гидратацию, ионный обмен и необменные реакции. Такого рода модифицирование, осуществляемое обработкой химическими реагентами, определяет уровень лиофильности системы, сдвигая его в должном направлении. При этом получают развитие факторы, влияющие на дисперсность, — набухание, пептизация или, наоборот, структурообразование и агрегирование. [c.58]

Глинистые минералы составляют группу слоистых и слоисто-ленточных силикатов и состоят в основном из двух структурных элементов - кремнекислородного тетраэдра и алюмокислородного октаэдра. Они характеризуются гидрофильной поверхностью, способностью к сорбции и ионному обмену [1,2]. Из-за изоморфного замещения атомов кремния и алюминия на катионы более низкой валентности плоские грани кристаллической решетки глинистых минералов приобретают отрицательный заряд. Его компенсация происходит за счет адсорбции ионов Mg Са, Ре", К и На" . Эти катионы представляют ионообменный комплекс глин. Сила взаимодействия катионов ионообменного комплекса с кристаллической решеткой глин обусловливает их физико-химические и механические свойства, в частности, набухаемость. При контакте глин с водой молекулы воды проникают в межплоскостное пространство структурных [c.199]

Обменная способность цеолитов — способность их к обменным реакциям в водной среде. Кристаллы Ка-цеолита, находящиеся в водном растворе хлористого кальция, замещают ионы натрия на ионы кальция, а ионы натрия переходят в раствор. Реакция протекает не полностью, т. е. только часть ионов натрия в цеолите замещается на ионы кальция. Степень обмена зависит от времени контакта и температуры. Используя способность к обменным реакциям, можно получить цеолиты, неодинаковые по характеру катионов и по степени замещенности. Большой интерес для разделения сложных смесей представляют цеолиты с разными размерами отверстий, соединяющих полости кристалла. Способ изменения размера отверстий заключается в проведении ионного обмена для этого Ка-цеолит помещают в раствор хлористого кальция, а Са-цеолит — в раствор хлористого натрия. Разработаны специальные методы ионного обмена, позволяющие полупить таким путем разнообразные модификации цеолитов. [c.101]

Для цеолита типа X при нормальной температуре ионы На+ практически полностью обмениваются на катионы кальция и стронция. При ионном обмене с катионами бария, магния, лантана, иттрия и аммония глубокого замещения катионов На+ нет. Незамещенными остаются катионы Ыа+, расположенные в местах 5[. В последнем случае обмен лимитируется отще плением молекул воды от гидратированных обменных катионов, так как в гидратированном состоянии их размеры больще входных окон. Повышение температуры ионного обмена до 82 °С обычно обеспечивает глубокое, хотя и медленное замещение катионов Ма+ на ка-, тионы Ьа +. . [c.29]

Коэффициент селективности может быть больше, меньше или равен единице. Если /Са, в>1, то иои В+, находяш,ийся в растворе, имеет большее сродство к иониту, чем ион А+, обмен происходит в сторону замещения иона А+ в ионите на нон В+. Если /Са,б<1, то направление процесса ионного обмена меняется. Наконец, при сродство ионов А+ и В+ к нониту одинаково. [c.103]

В реакциях замещения происходит нуклеофильный обмен содержащихся в комплексах галогенид-ионов на гидрид-ионы. Эта реакция может сопровождаться восстановлением центрального иона. В качестве источника гидрид-ионов могут выступать [c.465]

Однако возможны случаи образования изоморфных смесей и при несоблюдении равенства суммы валентностей. Например, в глинистых минералах, имеющих структуру монтмориллонита, обычен твердый раствор при взаимообмене между M.g +, А1 + и Ре2+. Недостаточность заряда, возникающая при замещении трехвалентных ионов А1 + двухвалентными ионами Mg + и Ре +, компенсируется за счет способных к обмену ионов, абсорбированных на поверхности мелких частиц глины. [c.171]

Способность химических реагентов эффективно воздействовать lia структурно-механические свойства шламов основана на явлении ионного обмена. Частицы минералов благодаря наличию на их поверхности электрических зарядов сорбируют из окружающей среды катионы и анионы, которые недостаточно прочно удерживаются на поверхности частиц и при определенных условиях обмениваются на другие ионы. Наибольшая склонность к ионному обмену характерна для минералов глин. Причиной катионного обмена могут быть разорванные химические связи по краям кремнезем-глиноземистых слоев, несбалансированные заряды в результате замещения ионов кремния и алюминия ионами более низкой валентности, а также замещение водорода гидроксильных групп катионом, который может вступать в обменные реакции замещения. [c.280]

Обмен ионов проводят, как правило, в динамических условиях, которые обеспечивают более полное протекание процесса замещения, чем статические условия. Для этой цели используют колонки, заполненные зерненым ионитом. Через колонку фильтруют раствор до проскока поглощаемых ионов или до полного насыщения слоя ионита ими. Поглощенные ионы затем могут быть вымыты — элюированы — из колонки подходящим вытеснителем— элюентом. Рассмотрим простейший случай работы ионообменной колонки через слой ионита, насыщенного противоионами А+, фильтруется раствор, содержащий ионы В+ такого же заряда. При прохождении первых порций раствора в верхнем слое происходит обмен ионов А+ на ионы В+ и обедненный ионами В+ раствор движется вниз в это же время свежие порции раствора поступают в верхнюю часть колонки. Оставшиеся в протекающем растворе ионы В+ поглощаются следующим слоем, и вытекающий раствор содержит только ионы А+ в концентрации, равной исходной концентрации фильтруемого раствора, благодаря эквивалентности обмена. [c.684]

Ионный обмен представляет собой обратимое стехиометрическое замещение подвижного иона, связанного с ионогенной группой ионита, на другой одноименно заряженный ион, находящийся в растворе. Количественной характеристикой ионита является полная обменная емкость ПОЕ. Определение ПОЕ можно осуществить статическим или динамическим методом, основанно.м обычно на реакциях, протекающих [c.51]

Кривая 2 изображает ход обменной адсорбции (см. гл. III). Здесь электропроводность вначале быстро растет, так как при обмене иона водорода диффузного слоя с катионом какой-либо соли электролита-коаг)/лятора в раствор переходят более подвижные ионы водорода. Полное замещение ионов Н+, например ионами КЛ Ва +, происходит при эквивалентных соотношениях [c.116]

Цеолиты типа молекулярных сит легко вступают в реакции ионного обмена. Ионы натрия, ограничивающие вход молекул через восьмичленное кислородное кольцо в молекулярных. ситах типа 4А, можно удалить обменом на ионы кальция. Поэтому на этом материале не могут адсорбироваться молекулы размером более 5А. На рис. 2 показано влияние степени замещения ионов натрия ионами кальция на адсорбционные свойства. Молекулярные сита типа А, в которых более 30% натрия заменены катионами кальция, адсорбируют молекулы размерами до 5А и выпускаются как сита типа 5А. (промышленные молекулярные сита типа 5А, выпускаемые фирмой Линде содержат около 70% катионов кальция и лишь 30% натрия).- Как видно из рис. 2, двуокись углерода, диаметр молекулы которой равен 2,8 А, адсорбируется одинаково хорошо на молекулярных ситах типа 4А и 5А. Изобутан (диаметр молекулы 5,6 А) не адсорбируется на обоих 4,9 А) не может адсорбироваться до замены примерно 30% материалах. С другой стороны н-бутан (диаметр молекулы ионов натрия кальцием при большей полноте замены натрия он адсорбируется очень быстро. Таким образом, молекулярные сита типа 5А адсорбируют не только все те вещества, которые адсорбируются на ситах типа 4А, но и углеводороды нормального строения, не адсорбируя углероды, изостроения и циклические углеводороды, содержащие более, чем трехчленные циклы. [c.201]

Основные формы взаимодействия глин со средой сводятся к обменным реакциям замещения (ионный обмен), необменным или частично обменным реакциям замещения и реакциям присоединения. В реальных условиях эти реакции зачастую проходят одновременно, взаимно накладываясь. [c.60]

Са2+, Sf2+, Mg2+ и Pb +, в то время как обмен с участием ионов NHI, Ва +, Zn , Ni + и Со + приводил к разрушению структуры [14]. В табл. 15 представлены данные о степени замещения, достигаемой при обмене алкиламмониевыми ионами. Постоянная элементарной ячейки изменяется незначительно, от 12,273 А для NaA до 12,285 А для Т1А, тогда как содержание воды в ячейке уменьшается с увеличением радиуса катиона до 28,6 молекул для NaA (Гма = = 0,98 А) до 22,6 для Т1А (/-ti=1,49 А). Химический анализ ионообменника, участвовавшего в обмене, показывает, что не всегда тринадцатый атом натрия, находящийся в р-клетке, может быть замещен. Так, например, предельные формы, полученные путем замещения натрия ионами серебра, таллия и кальция, отвечают следующим формулам [c.76]

Оба минерала заметно различаются по химическому составу. Клиноптилолит — натриево-калиевый цеолит с более высоким отношением Si/Al, чем в гейландите (последний является в основном кальциевой формой цеолита). Замещение ионов щелочных металлов в клиноптилолите на ионы кальция путем ионного обмена несколько уменьшает термостабильность цеолита в результате кальциевая форма клиноптилолита уже не превращается в В-фазу, а разрушается при 550 °С. Обмен кальция на калий в гейландите делает структуру устойчивой к нагреванию при повышенных температурах. Ионный обмен на натрий не влияет на термостабильность гейландита. Путем катионного обмена невозможно получить эти 2 цеолита с идентичными свойствами. Кривая ДТА кальциевой формы клиноптилолита практически не отличается от кривой исходной формы цеолита, содержащей щелочные металлы никаких данных, которые бы указывали на низкотемпературное превращение в фазу типа гейландита В, получено не было [36]. [c.471]

Простым путем для этого является ионный обмен. Замещение ионов Nа" ионами Са" " изменяет открытость пор фойязитового типа (сита 13Х), получаются менее открытые поры тина 10Х. Точно так же изменяется и морденит. [c.186]

Усвояемый растениями молибден в кислых почвах представлен в основном анионами М0О42-, находящимися в поглощенном состоянии, и в очень небольшой степени воднорастворимыми формами. Определение подвижного молибдена в почвах путем извлечения его кислым раствором оксалата основано на обменном замещении иона М0О42- ионом 204 . Замещение иона М0О42- происходит и при воздействии других анионов, в частности анионов фосфорной кислоты, гидроксил-иона и других. Поэтому внесение фосфорных удобрений способствует увеличению подвижности молибдена в почве и доступности его растениям. [c.196]

Ионный обмен является обратимой химический реакцией, к(зто-рая происходит между замещенными ионами различных нераство-рпмых твердых веществ и ионами раствора. [c.338]

Для цеолита типа V при нормальной температуре даже кальций и стронций не приводят к полному замещению катионов Ка+. Во всех случаях остаются незамещенными труднодоступные катионы N3+ в местах Глубокий обмен катионов N3+в цеблйтй х типа X и У обеспечивается при ионном обмене с промежуточным прокаливанием [7] или под давлением при повышенных температурах [8]. [c.29]

Особым образом ведут себя аммонийзамещенные и протони-рованные (декатионированные) формы цеолитов типа X и У. Непосредственно ионным обменом протонированные формы (замещение N3+ на Н+) не удаётся получить вследствие разрушения цеолита в растворах кислот. Эти формы образуются при замещении катионов N3+ на ионы ЫН+4 и последующем прокаливании, способствую- [c.29]

На начальной стадии взаимодействия тве )дой иоликремнне-вой кислоты с ионами металлов происходит замещение ионов водорода в поверхностных ОН-группах на ноны металлов. Однако этот процесс не является ион [ым обменом в Ч истом виде , так как сразу же нри контакте реагентов сопровождается [c.119]

Большинство исследовании ионного обмена посвящено изучению адсорбции фосфат-ионов глинами или замещением ионов ОН в решетке каолинита. Однако здесь встречаются большие трудности, связанные с разложением минерала в процессе реакции. Есть и другие взгляды на причины анионного обмена. Так, некоторые авторы предполагают, что нескомпенсированные поверхностные заряды, образовавшиеся вследствие перемещений в решетке (31 + АР+ -> М 2+ и др.) на базальной плоскости пакетов, могут иметь, кроме катионообменных позиций, еще и анионообменнь(Е. Кое-кто из ученых не разделяет этого мнения об анионном обмене. Так, Н. И. Горбунов считает, что поглощение анионов, если исходить из электростатических представлений амфотерных свойств коллоидов, мембранного равновесия и др., невозможно, поскольку трудно экспериментально установить анионный обмен. Как правило, анионы не принимают непосредственного участия в равновесии катионного обмена. [c.122]

При контакте ионита с водными растворами электролитов происходит его электролитическая диссоциация, обеспечивающая возможность ионного обмена. Иойный,обмен представляет собой стехиометрическое замещение в обмен на каждый эквивалент одного иона, поглощенного из раствора, ионит отдает в раствор один эквивалент другого иона с зарядом того же знака. Прн адсорбции, в отличие от обменного процесса, адсорбент поглощает растворенное вещество (электролит или неэлектролит), не отдавая в раствор никакого другого вещества. Хотя это различие и кажется достаточно отчетливым, на практике часто трудно провести границу между названными процессами, так как ионный обмен почти всегда сопровождается адсорбцией, а большая часть обычных адсорбентов, например активный уголь, силикагель, оксид алюминия и др., могут действовать как иониты. [c.73]

Силикагель (SiOa п HjO) является сорбентом с кислотной функцией и способен к катионному обмену— замещению водородных ионов гидроксильных групп, входящих в его состав [c.152]

Для солей в реакциях ионного обмена возможно неполное замещение кислотных остатков ка ионы ОН . Тогда обмен между ионами происходит не по всем единицам степени окисления атомов металла. Так, в реакции Fe,(S04)3 + 2Na0H = 2Fe0HS04-t-2H20 [c.16]

Обменные группы катионитов —SO3H, —СООН, —Р0(0Н)2. При замещении ионов водорода на катионы металлов получаются [c.124]

При низкотемпературном (400 450°С) ионном обмене эффект упрочнения достигается вследствие замещения ионов одних щелочных металлов на, ионы др. щелочных металлов большего радиуса (напр., Li" на Na" или К" ), в результате чего образуется сжатый поверхностный слой (порядка 20-40 мкм). При высокотемпературном (500-700°С) ионном обмене происходит замена катионов Na и в С.н. на Li" , что снижает его коэф. температурного расширения при зтом в поверхностном слде при охлаждении образуются [c.422]

Ионообменная хроматография основана на обмене между ионами, находящимися в растворе, и ионами поверхностных групп некоторых поглотителей, называемых ионитами или- ионообмен- никами. Этот способ приобрел большое значение за последние го-.ды, когда стали изготовлять синтетические высокополимерные иониты, например продукты конденсации различных замещенных фенолов и аминофенолов с формальдегидом, а также так называемые сульфоугли. [c.234]

Смотреть страницы где упоминается термин Ионный обмен замещение ионов: [c.213] [c.416] [c.104] [c.78] [c.169] [c.161] [c.364] [c.428] [c.502] [c.34] [c.20] [c.335] [c.666] [c.75] [c.219] [c.26] [c.45] [c.70] [c.71] [c.102] [c.136] [c.159]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология