Алюмосиликаты как иониты структура

После открытия Лауэ (1912 г.) дифракции рентгеновских лучей теория кристаллической решетки, которая начала развиваться еще в ХУП в., получила полное экспериментальное подтверждение. Методом рентгеноструктурного анализа были измерены межатомные расстояния и определено положение атомов в кристаллах. При этом было установлено, что структура кристаллов является плотнейшей упаковкой соответствующих структурных единиц и определяется прежде всего размерами этих структурных единиц. Согласно правилу Гольдшмидта (1927 г.), строение кристалла определяется числом его структурных единиц (ионов), отношением их радиусов, а также их поляризационными свойствами. Усиленное изучение связи состава и свойств твердых веществ с их кристаллической структурой привело к формированию новой отрасли химии — кристаллохимии. Кристаллохимические исследования, среди которых выдающееся значение имели работы Л. Полинга, А. В. Шубникова, Н. В. Белова, А. И. Китайгородского, помогли глубже понять природу твердых веществ, раскрыть закономерности, управляющие образованием кристаллических структур, в том числе таких сложных, как структуры силикатов и алюмосиликатов. [c.166]

К природным неорганическим ионитам относят кристаллические силикаты типа цеолитов шабазит, глауконит и др. Их каркас представляет собой правильную сетчатую структуру алюмосиликата, в порах которой располагаются ионы щелочных или щелочноземельных металлов, выступающие в роли противоионов. Некоторые минералы, например апатит, способны к обмену анионов. [c.164]

Уэбб (1959) полагал, что ион карбония, который давал в спектре полосы при 330 и 420 ммк при адсорбции дифенилэтилена на алюмосиликате, имеет структуру I, а не II [c.208]

После активации гранулы с целью удаления вредных соединений, главным образом ионов S0 , промывают водой, затем пропитывают поверхностно-активными веществами и направляют на сушку и прокалку для удаления воды из пор геля и завершения формирования оптимальной структуры алюмосиликатов. На стадии сушки содержание воды снижается с 90—92 до 8—10%, а объем частиц уменьшается в 7—8 раз. В результате прокаливания содержание влаги в катализаторе не превышает 1,0—1,5% катализатор приобретает высокую механическую прочность и термическую стабильность. [c.13]

Молекулярные сита изготовляют из синтезированного метал-лизованного алюмосиликата, имеющего трехмерную пористую структуру (размеры частиц 1—3 мкм). Их выпускают в виде шариков диаметром 1,6—3,2 мм. Размеры и положение ионов металла в кристалле определяют эффективный диаметр пересекающихся каналов. На большинстве заводов демеркаптанизации СНГ используют два типа молекулярных сит—13Х и 10А, которые позволяют абсорбировать молекулы с критическим диаметром до [c.24]

Но силикатные структуры, в которых мы постоянно встречаем разнообразные сочетания кремнекислородных тетраэдров, в частности кварц и особенно пористые разновидности силикагелей, представляют значительный интерес с точки зрения вопросов химической эволюции. На поверхности силикатов и силикагеля находятся группы ОН, способные образовывать водородные связи с различными молекулами. Возникающие таким путем поверхностные соединения химически активны и могут вступать в специфические взаимодействия, по отношению к которым силикагель выполняет функции катализатора. Еще более разнообразными становятся эти функции, если заменить в кислородных тетраэдрах часть атомов кремния на атомы алюминия. Так как заряд иона алюминия на единицу меньше, чем иона кремния, то для компенсации заряда такая структура обязательно должна связывать катион, например ион водорода. Получающиеся системы — алюмосиликаты— катализируют различные реакции (синтез и изомеризацию углеводородов и др.). [c.172]

Сшивающим агентом должен быть поливалентный катион, например, ион хрома, алюминия или железа. С полимерным раствором можно использовать инертные добавки органического и неорганического происхождения. Примером неорганических твердых добавок могут быть кремнезем или алюмосиликаты и другие наполнители, которые включаются в сетчатую структуру геля и повышают его прочность. Объем закачиваемой углеводородной промежуточной оторочки рассчитывается таким образом, чтобы предотвратить смешение водных растворов реагентов в трубопроводе, стволе [c.81]

Существенно и химическое действие щелочи, приводящее к ее необменному поглощению и частичному разложению глинистого вещества (К. К. Гедройц). Такого рода процессы проходят в геологическом масштабе. Известно, например, что разрушение алюмосиликатов усиливается, когда они содержат большие количества обменного натрия. В буровых растворах, обычно подщелоченных, разрушение поверхности глинистых частиц становится весьма действенным фактором, как это видно, например, из табл. 6. Еще более он усиливается в гидротермальных условиях. При этом нарушаются связи между элементами кристаллической структуры и на поверхности ее обнажаются отдельные атомы, способные связываться с хелатирующим агентом и в то же время удерживаться силами ионных связей в кристаллической решетке. [c.123]

Важнейшие соединения этого класса — алюмосиликаты (например, нефелин Na [AlSi04]). От алюмосиликатов следует отличать силикаты алюминия, в которых алюминий не входит в каркас и имеет обычно октаэдрическую координацию, например гранат АЬСаз [3104]з. Структура силикатов определяет их свойства. Слоистые силикаты — слюды легко раскалываются на тонкие пластины, т. е. обладают спайностью. Каркасные алюмосиликаты с широкими каналами в структуре называются цеолитами и служат в качестве молекулярного сита, пропускающего молекулы только определенного размера. Кроме того, они играют роль ионообменников — легко обменивают содержаш ийся в них ион натрия на кальций и магний. В этом качестве они прекрасное средство уменьшения жесткости воды. При истощении обменной способности цеолита он может быть регенерирован обработкой 5—10%-ным раствором поваренной соли. [c.139]

Сильнокислотные центры алюмосиликатов приписываются оксониевым ионам водорода, возникающим при диссоциации воды в процессе достройки структуры твердой кислоты [c.46]

Многие исследователи пытались объяснить кислотность катализаторов крекинга, исходя из их химического строения и кристаллической структуры. Особого внимания заслуживают работы Томаса [148, 153], а также работы Облада, Милликена и Миллса [151, 154]. В состав катализаторов крекинга входят кремний, алюминий, кислород и небольшие количества атомов водорода. Полинг [155] первоначально предположил, что в любой кристаллической решетке, содержаш ей как отрицательные, так и положительные ионы, суммарный отрицательный заряд может создаваться путем изоморфного замещения положительного иона, валентность которого меньше валентности замещаемого положительного иона. Во многих природных алюмосиликатах ион кремния в решетке двуокиси кремния, состоящей из кремнийкислород-ных тетраэдров, замещен на ион алюминия, и поэтому такая структура характеризуется недостатком положительной валентности. Этот недостаток валентности компенсируется наличием вблизи от того места, где происходит замещение иона, положительного иона, который, следовательно, проявляет тенденцию стабилизировать данную структуру. [c.369]

В структурных пустотах цеолитов, образованных сочленениями тетраэдров 8104, размещаются молекулы воды, а также крупные катионы (Ыа+, К+, Са +, Ва +). При нагревании цеолитов вода удаляется из структуры, не нарушая ее архитектуры. Другой характерной чертой цеолитов является способность к обмену ионов. 1ермутиты — синтетические алюмосиликаты со структурой, близкой к цеолитам, применяются как ионообменники. [c.319]

Итак, поскольку алюмосиликаты и цеолиты обладают кислотными участками структуры, их участие в ускорении ионных реакций понять легко. Однако явление взаимосвязи кислотности катализатора с его способностью ускорять ионные реакции в ходе процессов гидрогенизации много сложнее. Нужно принять во внимание, во-первых, что некоторые катализаторы, достаточно хорошо ускоряющие ионные реакции изомеризации и расщепления, не содержат в своем составе алюмосиликатов или цеолитов (например, WS2, МоЗа и др.). Во-вторых, как отмечалось уже на ранних ступенях разработки катализаторов гидрокрекинга активные катализаторы должны обладать не только кислотной, но и гидрирующей активностями, т. е. обе активности должны быть выше определенного критического уровня. Весьма активные алюмосиликаты, использованные в качестве носителей, давали недостаточно активные катализаторы гидрокрекинга (Р1 на А12О3 4- ЗЮз) при малых содержаниях платины с увеличением содержания платины их активность росла, но только до определенного предела. [c.125]

В настоящее время принято считать, что носителями активности алюмосиликатов являются соединения (HAlSi04),., способные дис. социировать на ионы а-Н и (AlSi04) . Таким образом, каталитический крекинг является цепной ионной реакцией. Вероятно, (HAlSiOJ,. активен только на поверхности катализатора, а глубинные слои алюмосиликата являются лишь носителем. Схематически структуру алюмосиликатов можно представить в виде трехмерной решетки из тетраэдрических атомов кремния, связанных через кислород (силоксанные связи). В этой решетке некоторые центральные [c.321]

Дла удаления следов воды часто используют цеолиты (см. разд. 7.4). Это алюмосиликаты с пронизанной каналами пространственной структурой, а каналах которой могут избирательно удерживаться молекулы (ионы) определенных размеров. Широко применяемый цеолит с диаметром каналов 400 пм замечателен тем, что в его лоры могут проникать молекулы Н]0, но не проходят более крупные электронодонорные частицы, поглощаемые подобно НгО химическими осушителями. Например, с помощью цеолита обезвоживают широко используемый растворитель диметилсул 4>оксид (СНз)280. [c.434]

Оригинальны взгляды К. Г. Миессерова [21] на структуру п причины действия алюмосиликатных катализаторов. Он, как и многие другие исследователи, допускает существование активного гидроксила в алюмосиликатах, но считает, что очень дискуссионным является вопрос о местоположении его. К. Г. Миессеров принимает, что активность катализатора проявляется лишь на поверхности, где имеются обменные ионы А1, которые при взаимодействии с водой образуют комплексы с подвижным Н-ионом Н[А1(0Н)4 . Эти комплексы имеют следующее строение [c.323]

Минералы можно подразделить на три типа природные элементы, силикаты и не-силикатные соединения. Силикаты шире всего распространены в природе. Структурной основой этих миниралов являются силикатные тетраэдры 8104, которые путем обобществления атомов кислорода способны связываться друг с другом, образуя цепи, слои и каркасные структуры. Мы обсудили, каким образом макроскопические свойства некоторых силикатов, например способность к разрушению, отражают их молекулярное строение. Во многих минералах ионы 81 замещены ионами А1 , что приводит к образованию алюмосиликатов, к числу которых относятся полевые шпаты. Силикаты являются важными компонентами при получении стекла и цемента процессы получения этих веществ кратко рассматриваются в тексте главы. Однако силикаты в настоящее вре- [c.365]

Некоторые алюмосиликаты обладают рыхлой структурой и способны к ионному обмену. Такие силикаты — природные и особенно искусственные — применяются для водоумягчения (см. разд. 37.2). Кроме того, благодаря своей сильно развитой поверхности, они используются в качестве носителей катализаторов, т. е. как материалы, пропитываемые катализатором. [c.420]

ИОНИТЫ — твердые, практически нерастворимые в воде и органических растворителях вещества, способные обце-нивать свои ионы на ионы раствора. Sto природные или синтетические материалы минерального или органического происхождения. Подавляющее большинство современных И.— высокомолекулярные соединения с сетчатой или пространственной структурой. И. делят на катиониты (способные обменивать катионы) и аниониты (обменивают анионы). Катиониты содержат сульфогруппы, остатки фосфорных кислот, карбоксильные, оксифениль-ные группы, аниониты — аммониевые или сульфониевые основания и амины. Обменную емкость И. выражают в миллиграмм-эквивалентах поглощенного иона на единицу объема или на 1 г И. Природные или синтетические И.— катиониты — относятся преимущественно к группе алюмосиликатов. Аниониты — апатиты, гидроксиапатиты и т. д. Метод ионного обмена очень широко используется в промышленности и в лабораторной практике для умягчения или обессоливания воды, сахарных сиропов, молока, вин, растворов фруктозы, отходов различных производств, удаления кальция из крови перед консервированием, для очистки сточных вод, витаминов, алкалоидов, разделения металлов и концентрирования ионов. И. применяют как высокоактивные катализаторы в непрерывных процессах и т. п. [c.111]

Решетчатую структуру имеют также цеолитные минералы. Они представляют собой водные кристаллические алюмосиликаты с общей формулой (Naa, Са)0-А120з nSiOaX ХтНгО, где я = 2, 3, 4, 6, а ш изменяется от О до 8. (В качестве катионов возможно также присутствие калия и бария вместо натрия и кальция). Некоторые природные цеолиты или искусственно приготовляемые силикаты при взаимодействии с водными растворами солей могут частично обменивать содержащиеся в них катионы на катионы, имеющиеся в растворе. При этом обязательным условием является близкий размер обменивающихся ионов. Так, ионы натрия Na (радиус 0,98) легко обмениваются на ионы кальция Са2+ (радиус 1,04 А) в соотношении 2 1, причем сохраняется нейтральность кристалла в целом. Это явление находит практическое применение в процессах умягчения воды с помощью так называемого пермутита — искусственно получаемого алюмосиликата. [c.111]

Характерной чертой строения силикатов является воможность замещения в кристаллической структуре ионов кремния несколько большими по размеру ионами алюминия. Отношение Гк Г для алюминия, как отмечалось, составляет 0,415, т. е. является пограничным. Поэтому координационное число алюминия может быть как 4, так и 6. Алюминий с координационным числом 4 может входить в кремнекислородный мотив. Алюминий с координационным числом 6 выполняет роль катиона. Эта двойственность алюминия, установленная еще В. И. Вернадским, затрудняет изучение силикатов и алюмосиликатов. [c.29]

Алюмосиликаты с жесткой кристаллической структурой (цеолиты, полевые шпаты) почти не изменяют параметров решетки при обмене одних ионов на другие и не способны к набуханию в воде и сжатию при обезвоживании. Для волокнистых и слоистых алюмосиликатов характерна способность к набуханию и изменению параметров решетки в процессе обмена ионов. Эти особенности структуры во многом обусловливают различия в ионообменных свойствах набухающих и ненабухающих природных минеральных ионообменников. [c.40]

Палыгорскит — магниевый алюмосиликат — образует самую прочную суспензию при замещении обменного комплекса на катион магния, наиболее совершенно заполняющий вакансии разорванных связей в местах нарушений кристаллической структуры, особенно в участках разрушения цеолитоподобных каналов. Удельная энергия связи остальных монокатионных суспензий следует общей закономерности величин радиусов ионов. Наиболее прочная суспензия палыгорскита относится к третьему структурно-механическому типу. [c.24]

Часть атомов кремния в структуре силикатов может быть заменена атомами алюминия (алюмосиликаты), а оксо-ионы — на ионы фтора, хлора, гидроксид-ионы, борат-ионы и др. В алюмосиликатах вместо части тетраэдров [8Ю4] встраиваются тетраэдры [АЮ4]. Если тетраэдры [8104] " связаны в трех точках, они образуют структурную единицу [81205]2 . К таким структурам относится каолин А12[(81205)(0Н)4]. Его, как и другие алюмосиликаты, можно представить формулой Н4А12812О9 или А120з-28102-2Н20. При связывании кремнекислородных тетраэдров всеми четырьмя вершинами образуются пространственные структуры. Замещение кремния на алюминий дает избыточные отрицательные заряды, которые нейтрализуются катионами Ка , К , Са и Ва . К таким структурам и отно- [c.377]

Важную роль играют замещения в структуре алюмосиликатов, вызывающие в ней напряжения и, деформации, а также изменяющие энергетический баланс системы и ее заряд. Так, А1 из-за своей амфо-терности может в гидраргиллитовом слое выступать как катион, а в кремиекислородном как анион, замещающий кремний. В некоторых случаях па подобное замещение способен и Т1. Как правило, эти замещения происходят при компенсирующем участии катионов а" ", К+, Са +, Ва + и др. В октаэдрических слоях также имеют место изо- и гетеровалентные замещения А1, Ге Ре , Mg, Са и т. п. Возникающий избыточный отрицательный заряд может компенсироваться дополнительными анионами 0 ", (ОН)", СГ, Р", (СОз) и некоторыми другими. В ряде случаев допускают, что кислород и в комплексном анионе (по не кремнекислородном) может замещаться на (ОН) или Г" [3]. Во всех видах замещений большую, а зачастую и решающую роль играют стерические факторы, в частности размеры ионов. [c.18]

Смотреть страницы где упоминается термин Алюмосиликаты как иониты структура: [c.374] [c.316] [c.215] [c.316] [c.330] [c.390] [c.224] [c.9] [c.374] [c.250] [c.113] [c.327] [c.309] [c.208] [c.345] [c.52] [c.281] [c.209] [c.108] [c.118] [c.342] [c.256] [c.47] [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология