Ионообменное равновесие с участием ионов Н или

Исследованиями, выполненными в нашей лаборатории, твердо установлено, что использование модели Гиббса—Доннана для интерпретации ионообменного равновесия представляет собой наиболее верный путь точного предвидения распределения противоионов в системах с участием заряженных полимеров. Отношение коэффициентов активности конкурирующих ионов в полимерной фазе, которое является важным параметром, подлежащим оценке в целях успешного применения этой модели, не может, как это было подчеркнуто, быть получено прямым расчетом. Этот недостаток расчета ионообменного равновесия устраняется, как мы считаем, описанным ниже способом. [c.376]

Если ионит привести в контакт с раствором электролита, то по истечении некоторого времени установится равновесие между концентрациями ионов в ионите и в растворе. Это равновесие называется ионообменным равновесием. Ионный обмен является строго стехиометрическим процессом, т. е. в силу электронейтральности фаз процесс протекает при эквивалентных соотношениях обменивающихся ионов. При обмене ионов с одинаковыми по величине зарядами общие концентрации ионов в ионите и в растворе остаются постоянными, если не учитывать некоторых изменений, связанных с набуханием ионита и молекулярной адсорбцией электролита. Ионообменную реакцию с участием ионов разных по величине зарядов можно представить следующим уравнением [c.205]

Температура незначительно влияет на ионообменное равновесие, если только в реакции обмена не принимают участие комплексные ионы. Колебание температуры в пределах от 1 до [c.71]

Следует отметить, что в настоящее время не существует ни общей точки зрения на природу ионообменных процессов, протекающих с участием неорганических труднорастворимых соединений, ни единой теории, описывающей ионообменное равновесие на разных типах неорганических ионитов. Однако способность к обмену ионов у разных по своей химической природе соединений заставляет искать у них общие черты и свойства, которые делают их все неорганическими ионитами, искать единый подход к созданию теоретической модели. [c.160]

Упомянем еще интересное применение метода Фронеуса к хроматографии на бумаге, пропитанной ионитом [488], и к ионообменному равновесию с участием мембран [489]. Используя последние, Уоллес [489] определил константы нестойкости комплексных соединений уранила с сульфатом, причем получил хорошее согласие с данными, полученными спектрофотометрическим методом, а также из измерений электропроводности. Ледерер [490], используя метод Фронеуса, при помощи хроматографии на бумаге, пропитанной сульфокатионитом, изучил влияние неводных растворителей на образование некоторых комплексных ионов. [c.353]

Приведенные данные справедливы для ионного обмена с участием синтетических ПАВ, находящихся в растворе в ионно-молекулярном состоянии. В случае достижения ККМ время установления ионообменного равновесия увеличивается в несколько раз. Данное явление можно объяснить тем, что требуется некоторое время для разрушения мицелл ПАВ н перехода их в ионы и молекулы, в виде которых синтетические ПАВ сорбируются ионитом, [c.63]

Как было показано ранее [ ], синтез и применение ионитов с поверхностным сорбирующим слоем позволяет резко увеличить скорость достижения ионообменного равновесия в процессах ионного обмена, протекающих с участием крупных органических ионов. Это достигается благодаря уменьшению толщины диффузионного слоя гранулы ионита, содержащей непоглощающее ядро. В этой связи представляет интерес изучение термодинамических свойств таких ионитов, поскольку можно ожидать, что сетчатый полиэлектролит, находящийся в виде поверхностного слоя на несжимаемом ядре, будет обладать несколько иными термодинамическими свойствами в процессах ионного обмена по сравнению со свойствами ионитов обычного типа. [c.134]

Высококремнистые цеолиты (морденит, клиноптилолит и эрионит) обладают одной из наиболее открытых структур. Экспериментальные данные показали, что для них характерны очень высокие скорости установления ионообменного равновесия и значений эффективных коэффициентов диффузии обменивающихся ионов, а также очень низкие значения энергии активации и незначительное уменьшение скоростей ионообменных реакций с понижением температуры. Даже при низких температурах, соответствующих условиям образования и нахождения высококремнистых цеолитов в земной коре, ионообменные реакции с участием этих цеолитов будут протекать с высокой скоростью [c.105]

К основным свойствам ионообменных мембран и процессам, происходящим с их участием, относят набухаемость, осмотический перенос, диффузию, селективность, мембранное равновесие, мембранные потенциалы, электрическую про--водимость и др. Так как ток переносится в электродиализных аппаратах потоком ионов, проводимость системы зависит от числа ионов в обрабатываемой воде, т. е. от нормальности раствора электролита. Если отношение плотности тока к нормальности будет чрезмерно большим, то не будет хватать ионов для переноса тока. Это явление наблюдается прежде всего на границах раздела мембраны с раствором в обессоливающих камерах и называется поляризацией или обеднением заряженного слоя. Поляризация — важнейший фактор, ограничивающий плотность тока, а следовательно, эффективность процесса. [c.20]

Возникновение скачка потенциала на границе раздела фаз вызывается различными причинами, зависящими от природы граничащих фаз. Одной из наиболее общих причин будет обмен заряженными частицами. В момент появления контакта между фазами он протекает преимущественно в каком-либо одном направлении, в результате чего создается избыток частиц данного знака заряда по одну сторону границы раздела и их недостаток по другую. Такой нескомпенсированный обмен приводит к созданию двойного электрического слоя, а следовательно, к появлению разности потенциалов. Последняя в свою очередь будет влиять на кинетику обмена, выравнивая скорости перехода заряженных частиц в обоих направлениях. По мере увеличения разности потенциалов наступит момент, когда уже не будет больше преимущественного перехода частиц из одной фазы в другую, и скорости их перехода в обоих направлениях станут одинаковыми. Такое значение скачка потенциала отвечает равновесию между фазами, при котором электрохимические потенциалы заряженных частиц в обеих фазах равны. Заряженными частицами, принимающими участие в обмене между фазами, могут быть положительные и отрицательные ионы, а также электроны. Какие именно частицы переходят из одной фазы в другую и тем самым обусловливают возникновение скачка потенциала, определяется природой граничащих фаз. На границах металл — вакуум или металл 1 —металл 2 такими частицами являются обычно электроны. При создании границы металл — раствор соли металла в обмене участвуют катионы металла. Скачок потенциала на границах стекло — раствор, а также ионообменная смола — раствор появляется в результате обмена, в котором участвуют два сорта одноименно заряженных ионов. На границах стекло—раствор и катионитная смола — раствор такими ионами являются ионы щелочного металла и водорода на границе анионитная смола — раствор — ион гидроксила и какой-либо другой анион. При контакте двух не смешивающихся жидкостей, каждая из которых содержит в растворенном виде один и тот же электролит, потенциал возникает за счет неэквивалентного перехода обоих ионов электролита из одной фазы в другую подобно тому, как образуется диффузионный потенциал. Следовательно, оба потенциала — и фазовый жидкостный, и диффузионный —не являются равновесными. [c.204]

Ионообменные реакции обратимы и протекают в строго эквива-лентных отношениях. Ионный обмен с участием ионита представляет собой гетерогенную реакцию двойного обмена. В отличие от обратимых реакций двойного обмена в гомогенной среде, идущих до наступления равновесия, ионообменные реакции на ионитах могут быть доведены до конца в результате смещения равновесия при осуществлении их в динамических условиях. Например, при взаимодействии Н-катионита с раствором хлорида натрия в статических условиях устанавливается равновесие [c.44]

Иная возможность открывается при рассмотрении ионообменных процессов с участием резинатов. Естественно, что подобный анализ исключает возможность введения равенства химических потенциалов, так как при этом будет нарушено условие (3. 13) для замкнутой системы. Следует отметить, что при использовании моделей резинатов отпадает необходимость однотипной стандартизации компонентов в растворе и в ионите. Далее, при эквивалентном ионном обмене, когда флуктуация соответств ет малому смещению именно стехио-метрического ионного обмена, можно исключить работу электрических сил, так как в подобном процессе она полностью компенсируется перемещением ионов в прямом и обратном направлении между фазами. Кроме того, для малых сдвигов от состояния равновесия можно ввести уравнения связи [c.81]

Процессы ионообменного синтеза основаны на реакциях между ионитом (или смесью ионитов) и раствором, содержащим одно или несколько веществ. Равновесные состояния в системах раствор — ионит подчиняются тем же принципиальным законам, что и равновесия в обычных гомогенных и гетерогенных системах, включающих растворы электролитов. Однако свойства ионитов как полиэлектролитов переменного состава обусловливают необходимость выделения систем с их участием в особую группу с несомненной спецификой межфазного распределения ионов, направленности и конечного результата реакций. В данной главе рассматриваются в упрощенной форме наиболее важные типы взаимодействий в системах ионит — водный раствор электролитов (за исключением окислительно-восстановительных реакций). [c.43]

Поэтому прежде чем определять константы равновесия ионного обмена, идущего с участием стрептомицина, необходимо было выяснить условия достижения равновесия в таких системах. Целью нашей работы было исследование статики и кинетики ионообменного процесса, протекающего с участием стрептомицина на карбоксильных синтетических ионитах, и выявление особенностей, имеющих место при сорбции столь крупных органических ионов. [c.3]

Ионообменная емкость сорбента условно характеризуется количеством ионов электролита, поглощенных единицей массы или объема ионита из раствора. Величины статической и динамической ионообменной емкости могут различаться, так как статическая емкость характеризует функциональные группы, их число и скорость установления ионообменного сорбционного равновесия, а динамическая позволяет установить относительное число функциональных групп, действительно принимающих участие в реакции ионного обмена в динамических условиях проведения процесса. [c.147]

Если эта реакция выполняется в замкнутой системе, то, поскольку ионный обмен является обратимым процессом, наступает равновесие. Равновесные концентрации ионов, принимающих участие в обмене, неидентичны. Они зависят как от величины относительного сродства реагирующих ионов к ионообменнику, так и от исходной концентрации. Экспериментально установлено, что сродство (или ионообменный потенциал) различных ионов к одной и той же смоле (в разбавленных растворах, <0,1 М) увеличивается с повышением ионного заряда исследуемого иона. Поливалентные ионы образуют с ионообменником более прочные связи (при одинаковых условиях), чем одновалентные ионы. Для ионов одинакового заряда сродство обратно пропорционально радиусу гидратиррванного иона. Однако это утверждение является только общим правилом существуют исключения. [c.26]

Яхонтова Л. Ф., Брунс Б. П., Истинное и ложное равновесие при ионообменных процессах на карбоксильных катионитах с участием иона стерптомицина, ДАН СССР, 115, 358 (1957). [c.321]

Обмен с участием противоионов Н+ или ОН- в принципе не отличается от других ионообменных равновесий и может быть рассмотрен с позиций осмотической и неосмотической теорий. Един ственной особенностью равновесий с участием этих ионов является высокая избирательность, проявляемая к ним весьма многими природными и синтетическими ионитами. Наиболее существенной причиной особого рассмотрения таких равновесий является их широкая распространенность в природе и практике. [c.119]

Именно этот процесс, который может реализоваться и в случае однозарядных противоионов, приводит к увеличению энтропии за счет вытеснения молекул воды из гидратных оболочек фиксированных ионов и противоионов. Пересольватация (для случая, когда конкурентами за места в сольватных оболочках выступают вода и 50з-группы сульфокатионита) тем более вероятна, чем больше поляризуемость противоиона поэтому коэффициент равновесия не увеличивается при обмене с участием ионов щелочных металлов. Непосредственной причиной увеличения коэффициента равновесия может быть либо уже рассматривавшийся кооперативный процесс сближения цепей, либо, если сольваты образуют отдельную фазу, вывод части противоионов из ионообменного процесса. [c.128]

В качестве универсального элюирующего раствора при десорбции слабых органических оснований с ионитов часто рекомендуют применять водный раствор щелочи. При этом в элюате образуются мало диссоциированные основания и тем самым ионообменное равновесие сдвигается в сторону десорбции органического иона. В случае ионов с амфотерными свойствами, как, например, ион морфина, при этом происходит превращение катиона в анион, который естественно не принимает участия в реакции катионного обмена, и процесс идет до конца. [c.216]

Более ранний экспериментальный материал по ионообменному равновесию использовать рискованно, потому что концентрации не всех компонентов определялись непосредственно, не говоря уже о том, что равновесие во многих случаях было достигнуто только с одной стороны или фактически вовсе не было достигнуто из-за недостаточного времени контакта. Косвенное определение отдельных компонентов оказывалось не очень точным. К тому же, как правило, одновременно обмениваются друг с другом больше двух катионов. Так, наряду с обменом катионов металлов происходит часто обмен Н- соответственно ОН-ионов, что можно легко установить путем измерения сдвига pH. Кроме того, при реакциях обмена на природных цеолитах, а также на сложных синтетических силикатах (таких, как плавленые и студнеобразные цеолиты) часто принимают участие в обмене также ионы А1 и Fe, т. е. ионы элементов, входяш,их в структуру обменника. Если эти обстоятельства не принимать во внимание, то нередко цифровой материал оказывается непригодным или применимым лишь условно. К тому же более ранние уравнениу. ионообменного равновесия учитывали обмен только одной пары ионов и в силу этого не позволяли передать действительные соотношения, большей частью значительно более сложные. [c.118]

Данные по кинетике ионного обмена указывают на большие скорости обменных реакций с участием вьюококремнистых цеолитов [35]. Поэтому, несмотря на возможное метастабильное состояние алюмокремнекислородного каркаса цеолитов, ионообменное равновесие, как правило, достигается, а состав обменных катионов отражает состав растворов в момент "закалки". Очевидно, что катионный состав растворов, наряду с кремний-алюминиевым отношением исходного стекла и временем, определяет вид цеолита. Возможность достижения ионообменных равновесий при метастабильном состоянии каркаса была показана ранее на примере щелочных полевых шпатов различной степени упорядочения [27]. Например, при преобладании в поровом растворе щелочных металлов может образовываться клиноптилолит, а при преобладании кальция — гейландит. Однако ионный обмен с поровым раствором определяет катионный состав ранее сформировавшегося каркаса. Например, кальциевый клиноптилолит, вероятно, может возникать только путем ионного обмена, так как при избытке кальция в условиях кристаллизации будет образовываться гейландит. [c.112]

Ионный обмен, протекающий на карбоксильных катионитах, при участии больших органических ионов, зависит от определенных условии процесса, из которых решающую роль играет плотность структуры ионитов [1—3]. Конечные состояния, достигающиеся при сорбции на ионитах различной степени сшитости (ложные или истинные равновесия) обусловливают распределение сорбированных ионов в частице смолы. В предыдущих, сообщения посвященных исследованию ионообменной сорбции крупных ионов антибиотических веществ, на основании]изучения закономерностей процесса нами были высказаны предположения, касающиеся распределения сорбированных ионов в зерне смолы [1]. При истинном равновесии, которое устанавливается независимо от условий только на сильнонабухающих ионитах [1 ], достигается равномерное распределение сорбированных ионов по всему радиусу зерна смолы. При ложном равновесии, имеющем место на ионитах с плотной структурой (среднесшитые и сильносшитые смолы), сорбированные ионы неравномерно распределены в частице ионита по мере перехода от внешних слоев зерна к внутренним. Представлялось весьма интересным подтвердить приведенные нами предположения визуальным наблюдением распределения сорбированных ионов в смоле при любых случаях ионного обмена. Проведенное ранее изучение ионообменной сорбции антибиотиков не давало возможности выполнить такое наблюдение, так как указанные ионы не обладают поглощением в видимой части спектра. [c.70]

Протолитические равновесия являются наиболее простым типом равновесий с участием ионов и групп, привитых к поверхности носителя. Кислотно-основные свойства привитых групп имеют первостепенное значение для характеристики любого привитого поверхностного соединения (ППС), а также связанных с ними ионообменных и комплексообразующих свойств. Как правило, ключевым вопросом изучения кислотно-основных свойств полярных функциональных групп ППС является степень изменения этих свойств по сравнению с гомогенным аналогом, а также возможность априорной оценки таких изменений. Различия в свойствах могут проявляться, с одной стороны, в изменении кислотно-основных равновесий и соответствующих констант, и, с другой стороны, в увеличении дисперсии изменения таких свойств, что связано с энергетической неоднородностью ППС и неравномер)-ным распределением полярных групп на поверхности. Среди конкретных причин изменения прютолитических свойств при закреплении функциональных соединений на поверхности неорганических носителей можно выделить следующие причины. [c.347]

В случае первичной, или так называемой потенциалобразующей, адсорбции поглощаемые ионы входят в состав мономолекулярного слоя кристаллической решетки. При динамическом равновесии из раствора на поверхность поступает такое же количество ионов, как и с поверхности в раствор. Простейшим случаем первичной ионообменной адсорбции является поглощение изотопа одного из элементов кристаллической решетки при этом радиоактивные ионы распределяются между поверхностью кристалла и раствором пропорционально содержанию ионов этого элемента на поверхности и в растворе. По механизму первичной ионообменной адсорбции происходит распределение радиоактивного свинца между кристаллами и насыщенным раствором сернокислого свинца. В первичной ионообменной адсорбции могут принимать участие также ионы, способные к изоморфному замещению ионов решетки. Например, ионы изотопа свинца-212 способны внедряться в кристаллическую решетку сернокислого бария, так как сернокислые соли свинца и бария изоморфны. [c.140]

При 6,9>рН>9,4 в растворах присутствуют с основном неполи-меризованные ионы (возможно, что их природа неодинакова) [37]. При рН>11 в растворах обнаруживаются ионы Ое(ОН)б при pH 1ч-7 наряду с анионами германиевых кислот присутствуют и катионы германия [38], о чем свидетельствует сорбция германия на катионитах [57]. В солянокислых растворах существует равновесие с участием ацидокомплексов типа (Ое(ОН)жС1б-ж] . Такого рода комплекс — главная форма существования германия в 6,5—9 н. соляной кислоте [60]. Ионообменная сорбция на различного рода ионитах часто используется в технологии для выделения германия из бедных растворов. [c.168]

В прошлых работах [1—3] нами было показано, что при ионообменных процессах, протекаюш их на карбоксильных катионитах средней и сильной степени сшитости с участием крупных органических ионов, во многих случаях в системе не устанавливается равновесие даже при очень длительном контакте ионита с раствором. Предельное количество больших ионов, которое способен сорбироват . катионит, зависит от формы смолы (водородной или натриевой), степени поперечной связанности ионита, его дисперсности, температуры и концентрации минерального иона в растворе. Особенно сильное влияние па ионный обмен оказывает концентрация минерального иона в растворе в том случае, когда процесс ионного обмена протекает на водородной форме карбоксильной смолы средней и высокой степени поперечной связанности [4]. При сорбции больших органических иоиов па Н" -форме этих катионитов предельное количество органического иона, поглощенного смолой, составляет только часть СОЕ смолы. По мере введения в систему минерального иопа и увеличения его концентрации предельная сорбция большого органического иона вначале возрастает, а выше определенной концентрации снижается. Как было показано ранее [5], в первом случае конечное состояние в системе ионит — раствор не является равновесным, а во втором имеет место истинное термодинамическое равновесие. [c.234]

Изучение ассоциации может быть обусловлено рядом причин. Например, при рассмотрении связывания катионов полимерными кислотами следует решить вопрос о том, каким образом большое число лигандов, присоединенных к основной цепи гибкой макромолекулы, может принимать участие в образовании хелатиых комплексов. Равновесие при связывании ионов в гомогенном растворе также имеет прямое отношение к равновесию в гетерогенных системах, содержащих сшитые полиэлектролиты, т. е. ионообменные смолы. Точно так же, для того чтобы понятие [c.310]