Ионный обмен на природных продуктах

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]

Ионный обмен [5.19, 5.32, 5.33,. 5.34, 5.40, 5.55]. Метод основан на улавливании катионов и анионов химических соединений естественными материалами или синтетическими смолами с последующей регенерацией последних и получением уловленных продуктов. Для очистки сточных вод от катионов применяют искусственные смолы (катиониты КУ-2, КУ-1), органические катиониты (сульфо-уголь СМ-1, СК-1) и природные минеральные катиониты (вермикулит, доломит, глауконит и др.). Обмен происходит по реакциям [c.487]

Одним из наиболее удобных методов радиохимического разделения, особенно для маломасштабных работ, служит ионный обмен. Этот процесс имеет. место в том случае, когда твердый продукт, содержаший как связанные ионы, так и очень подвижные ионы противоположного знака, контактирует с раствором электролита. Ионообменные свойства обнаруживают многие природные и синтетические неарганические материалы, а также синтетические органические материалы. Из них вполне доступны и нашли широкое применение органические смолы, обладающие разнообразными свойствами. [c.38]

Ионный обмен используют в кожевенной, гидролизной, фармацевтической промышленности для очистки растворов, а также для удаления солей из сахарных сиропов, молока, вин. С помощью ионитов улавливают ионы ценных элементов из природных растворов и отработанных вод различных производств. Промышленное производство многих продуктов жизнедеятельности микроорганизмов (антибиотиков, аминокислот) оказалось возможным или было значительно удешевлено благодаря использованию ионитов. Применение ионного обмена позволило усовершенствовать методы качественного и количественного анализа многих неорганических и органических веществ. [c.304]

Для извлечения красящих веществ из растворов необходимо применять соответствующие ионообменные смолы. Вообще так называемые пористые катионо- и анионообменные смолы являются единственными удовлетворительными материалами для извлечения красящих веществ. Эти смолы кроме способности к ионному обмену обладают адсорбционными свойствами. Обычно природные продукты — сахара, мелассы, глицерин и гидролизаты протеина являются единственными продуктами, из которых требуется удаление окраски. Пористые ионообменные смолы превосходят активированный уголь по способности извлекать красящие вещества. Извлечение окраски может быть цикличным подобно тому, как способные к обмену адсорбированные красящие вещества извлекаются из ионообменных смол регенерирующими соединениями. [c.567]

Для того чтобы использовать ионный обмен в целях очистки в промышленном масштабе, необходимы недорогие природные материалы в качестве ионообменников. Были проанализированы обменные свойства модифицированных и немодифицированных продуктов и отходов сельского хозяйства [10—12], угля, обработанного кислотой [13] и полученного промышленным путем [14] и торфа [15]. Установлено, что природный торф уже обладает катионообменными свойствами. Влажный торф, однако, слабопроницаем для движущегося потока вод, поэтому в этих [c.248]

Иониты широко используют для уменьшения жесткости воды и ее обессоли-вання (см. 212), для выделения и разделения разнообразны.х неорганических и органических ненов. Ионный обмен используют в кожевенной, гидролизной, фармацевтической промышленности для очистки растворов, а также для удаления солей пз сахарных сиропов, молока, вин. С помощью ионитов улавливают ноны ценных элементов из природных растворов и отработанных вод различных производств. Промышленное производство многих продуктов жизнедеятельности микроорганизмов (антибиотиков, аминокислот) оказалось возможным или было значительно удешевлено благодаря использованию ионитов. Применение ионного обмена позволило усовершенствовать методы качественного и количественного анализа многих неорганических и органических веществ. [c.326]

Ряд явлений, положенных в основу хроматографических методов, известен уже давно. Например, еще во времена Аристотеля морскую воду очищали с помощью некоторых видов почв. Также давно известно, что минеральные удобрения остаются в почве в течение длительного времени и лишь с трудом вымываются дождевой водой. Английские химики-почвенники Уэй [35] и Томпсон [30] изучали процессы удерживания в почве катионов из фильтрующихся сквозь нее растворов. В ходе исследований они открыли в 1850 г. основные законы ионного обмена, хотя и не представляли себе, насколько важны сделанные ими наблюдения. Ионный обмен на природных продуктах (главным образом, на минералах и почвах) был позднее подробно изучен, но серьезный интерес к этому процессу возник только после синтеза первого органического ионообменника (1935 г.). Адамс и Холмс [1], конденсируя фенолсульфоновые кислоты с формальдегидом, получили искусственные смолы, с участием которых в отличие от неорганических ионообменников возможен обмен в водных растворах не только катионов металлов, но и ионов водорода. После того как путем конденсации полиаминов с формальдегидом были получены анионообменники, определены условия, позволяющие удалять электролиты из водных растворов новым методом — деионизацией, а не перегонкой. По мере того как налаживалось получение анионо- и катионообмен-ников, их все шире стали применять не только для ионного обмена, но и для хроматографического разделения, т. е. возникла ионообменная хроматография. Во время второй мировой войны и после нее ионообменники постоянно применялись в ядерных исследованиях, поскольку, как выяснилось, они позволяют добиться высокоэффективного разделения радиоактивных изотопов. Ионообменная хроматография входит также в число методов, обеспечивавших в последние два десятилетия столь быстрое развитие биохимии. [c.13]

Как известно в настоящее время, большое число органических природных веществ или продуктов их разложения (крахмал, целлюлоза, желатина), а также многочисленные, полученные искусственно неорганические коллоиды (золи серы, берлинской лазури и т. д.) обладают естественной способностью к ионному обмену, которая имеет в технике большое значение. [c.19]

Упомянутые выше опыты по получению ионообменных углей были направлены в общем на то, чтобы повысить стабильность природного сырья, способного к ионному обмену. Другая серия опытов по искусственной гумификации была направлена на увеличение числа активных групп (отчасти при этом протекает поликонденсация) или на введение активных групп иной природы. Различные органические вещества дерево, торф, бурый уголь, каменный уголь (вплоть до антрацита), —обрабатывали водоотнимающими или окисляющими средствами. В зависимости от исходных веществ и специальных рабочих условий получающиеся продукты наряду со свойствами активных углей обладают более или менее высокой способностью к ионному обмену. При обработке крепкой серной кислотой наряду с искусственной гумификацией протекает частичное сульфирование. Так как введенные сульфогруппы диссоциированы значительно сильнее, чем образующиеся при гумификации СООН - и ОН"-группы, при таком методе обработки значительно повышается способность к ионному обмену. Все введенное количество серы связано в форме [c.54]

Некоторые закономерности при сорбции радиоактивных продуктов ионитами. Технологические схемы переработки сбросных вод должны практически полностью исключать сброс этих вод в открытые водоемы, либо предельно допустимая радиоактивность таких вод должна быть ниже естественной радиоактивности природных вод. Ионный обмен должен иметь большое значение для обезвреживания радиоактивных растворов. [c.138]

Различают 3 способа осуществления процесса И. о. статический, динамический и хроматографический. Первый из них состоит в однократном контакте ионообменного сорбента с р-ром электролита. Он имеет значение во многих природных процессах (поглощение ионов почвами и пр.), а также при изучении равновесных соотнощений иногда используется в технологии для извлечения одного из компонентов смеси с резко повышенной сорбируемостью (напр., при извлечении урана анионитами из карбонатных или сульфатных р-ров). Обычно же в технологии и в аналитич. практике статич. процессы не применяются вследствие принципиальной невозможности полного извлечения (удаления) компонента. В динамич. условиях исходный р-р пропускают через слой (колонку) ионообменного сорбента в одном направлении. При этом вследствие удаления током раствора продуктов ионообменной реакции достигается количественное извлечение компонента из раствора и полное использование обменной емкости участков слоя сорбента, расположенных первыми по току р-ра. Однако в динамич. процессе отделяемый компонент появляется за слоем сорбента раньше, чем полностью используется обменная емкость сорбента. Величина потери обменной емкости слоя, зависящая от кинетич. параметров (скорости течения р-ра, зернения сорбента и пр.), иногда доходит до 10—20% от общей емкости слоя. Динамич. И. о. щироко применяется при очистке р-ров и извлечении из них ценных комиоиентов. [c.155]

В зависимости от применяемого типа адсорбента и характера процесса, протекающего на адсорбенте, различают адсорбционную,- ионообменную, распределительную и осадочную хроматографию. При адсорбционной хроматографии первичным актом является молекулярная или ионная адсорбция. В случае распределительной хроматографии происходит распределение растворенных веществ между подвижными и неподвижными растворителями, причем адсорбент является веществом, удерживающим неподвижный растворитель. Ионообменная хроматография основана на обмене ионов между раствором и ионообменными веществами, в качестве которых могут служить природные и синтетические алюмосиликаты и синтетические смолы. Такие вещества содержат подвижные ионы металлов, водорода или гидроксила, способные к замещению. При этом процессе катион (в анионитах) или анион (в катионитах) представляет собой единое целое и не переходит в раствор при обмене. Ионообменная хроматография на искусственных смолах является основным методом адсорбционного разделения радиоактивных элементов, в частности-продуктов деления урана. Осадочная хроматография основана иа различии в произведениях растворимости соединений, образуемых разделяемыми ионами с раствором соединений, пропитывающих наполнитель колонки. Первичным актом при этом является образование осадков. [c.23]

Способов выделения урана из руд разработано велию множество. Причиной тому, с одной стороны, стратегич< скан важность элемента № 92, с другой — разнообраз его природных форм. Но каков бы ни был метод, како1 бы ни было сырье, любое урановое производство включа( три стадии предварительное концентрирование уран( вой руды, выщелачивание урана и получение достаточЕ чистых соединений урана осаждением, экстракцией ил ионным обменом. Далее, в зависимости от назначения ш лучаемого урана, следует обогащение продукта изот( пом или сразу же восстановление элементного ург на. [c.360]

В этих Природных продуктах Гофман и Мегде фрау заметили некоторую способность к обмену осно ваниями, так как щелочные ионы в них, по-видимому связаны слабо. Грим установил таким же точно образом что настоящие слюды также обмениваются основания ми, если их использовать в виде сильно измельченных порошков с размером зерен меньше 1(х. Мемель описал слюдоподобные глинистые минералы — продукт химического распада слюд. Они так близки к обычным слюдам по рентгенографическим свойствам, что отличить их порошковые рентгенограммы можно только по некоторым слабым изменениям интенсивности определенных интерференционных линий. Имеются указания на то, что сетчатая структура в слоевых пакетах ориентирована неправильно, но отчетливо выраженные явления дифракции от скрещенной решетки, подобные явлениям в монтмориллоните, в них не наблюдались. По оптическим свойствам эти измененные слюды отличаются от собственно слюд более низкими показателями преломления и [c.84]

При коагулировании происходит осветление и обесцвечивание воды. Природные воды загрязнены гуминовыми веществами, гли-1Г0Й, кремниевой кислотой и др. Частички всех этих веществ несут иа себе отрицательный заряд. Удаляют эти примеси с помощью коагулянтов — солей, образованных слабыми основаниями и сильными кислотами. Эти вещества вступают в обменную реакцию с ионами воды, образуя сложные координационные соединения. На практике чаще других коагулянтов используется сернокислый алюминий, поэтому ниже приводится схема продуктов гидролиза этого вещества. [c.142]

И. классифицируют по различным признакам по химич. природе молекулярного каркаса — на неорганические и органические по происхождению — на природные и синтетические по знаку заряда обменивающихся ионов — на катиониты (ноликислоты), аниониты (полиоснования) и амфолиты (амфотерные И., способные осуществлять как катионный, так и анионный обмен) по степени диссоциации ионогенных групп — на сильно- и слабокислотные (основные) катиониты (аниониты) в зависимости от того, однотипны или разнотипны ионогенные группы—на моно- и полифункциональные. Не все И. укладываются в эту классификационную схему. Отдельную группу составляют искусственные И., полученные химич. обработкой природных продуктов — угля, целлюлозы, лигнина и др. Многие И. по степени ионизации функциональных групп занимают промежуточное положение между сильно- и сла-бодиссоциированными. Существуют минерально-орга-нич. И., к-рые состоят из органич. полиэлектролита на минеральном носителе или неорганич. ионообменника, диспергированного в полимерном связующем. [c.428]

Прежде чем приступить к очистке сточных вод, необходимо извлечь цен1 - продукты для дальнейшего их использования в народном xosqfjTBe. С этой целью применяют различные физические и физико-химические методы, например, обработку острым паром, экстракцию, ионный обмен и др. В тех случаях, когда состав сточных вод делает нецелесообразным или невозможным извлечение и утилизацию содержащихся в них веществ, должны быть использованы деструктивные методы очистки стоков. К ним относится широко распространенный в СССР и за рубежом метод биохимической очистки производственных сточных вод, в результате которой органические загрязнения окисляются до углекислоты и воды. Этот метод использует природную способность самоочищения вод, осуществляемую микроорганизмами, которые населяют воду и почву. [c.4]

Органические природные ионообменные адсорбенты представляют собой полимерные вещества, например целлюлозу, крахмал. В известной степени к ионному обмену способна фильтровальная бумага, содержащая обычно некоторое число карбоксильных групп. Бурый уголь может быть превращен в ионообменное вещество путем сульфирования концентрированной серной кислотой. Полученный продукт называют сульфоуг-лем. Свойства сульфоугля показывают, что он представляет полифункциональный катионит, содержащий сульфогруппы, карбоксильные группы и оксигруппы. Получается он при сульфировании различных каменных углей. [c.115]

Второй фактор, задерживающий применение ионообмена для извлечения пенициллина, заложен в свойст вах современных анионитов. Они не имеют такой селективности и сорбционной емкости, как катиониты, при извлечении естественнык продуктов. В то время как аниониты широко используются фармацевтической промышленностью для деионизации, обмена ионов и нейтрализации, их применение для сорбции-десорбции природных веществ ограничивается недостатком необходимых свойств. Так, например, извлечению пенициллина сорбцией мешает присутствие в среде ионов хлора и особенно фосфата. Емкость ионита по пенициллину в отсутствие примесей достигает 1 г на 1 г ионита [501 в питательной же среде она составляет 1/5—1/10 этой величины. Практических путей преодоления мешающего действия ионов еще не найдено. Один из предложенных методов заключается в использовании анионитов с высоким процентом поперечной связки в хлоридной форме для первой из двух последовательных колонн. В этом случае на ионите происходил бы обмен фосфат-ионов среды на ионы хлора, а пенициллин оставался несорбиро-ванным вследствие относительно большого размера молекул вторая колонна с анионитом, содержащим меньший процент поперечной связки, использовалась бы для адсорбции пенициллина. Метод еще не нашел промышленного распространения. [c.593]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология