Радиусы гидратированных ионов

Соотношение (5.26) не является строгим. Формула Стокса описывает движение сферы в непрерывной среде, а растворитель для не очень больших ионов нельзя считать непрерывной средой, поскольку размеры этих ионов сопоставимы с размерами молекул растворителя. Поэтому выводы, вытекающие из (5,26), носят лишь качественный характер. Вычисленные по (5.26) из измеренных значений Л+ радиусы гидратированных ионов, получившие название стоксовских радиусов, оказались для некоторых ионов меньше кристаллографических. [c.161]

Согласно А. Н. Фрумкину, можно попытаться оценить величину диэлектрической постоянной в области двойного слоя, исходя из толщины и величины его емкости как плоского конденсатора. Если принять, что толщина двойного слоя в случае катионов равна радиусу гидратированного иона, т. е. ЗХ X 10 см, и для емкости взять величину 20 мкф см , которой мы уже пользовались, то по формуле плоского конденсатора С = [c.90]

Сродство ионита к иону пропорционально заряду иона и обратно пропорционально радиусу гидратированного иона. Для сильно-диссоциированных ионитов их селективность к ионам может быть показана рядами 1) Ва + > + > Са + > + > Са + > [c.359]

Скорости движения ионов, отнесенные к градиенту потенциала 1 В/см, называются абсолютными скоростями движения ионов. Их величины во много раз меньше скорости движения молекул в газах и не превышают 10 см /(с-В) (исключая и ОН ионы). Поэтому абсолютная скорость иона обычно умножается на число Фарадея Р (96487 Кл). В таком случае она называется подвижностью иона I и выражается в единицах электропроводности (см -Ом -г-экв ), т. е.. к = к К = Например, в бесконечно разбавленных растворах при 25°С подвижности ионов и равны соответственно 38,6 и 77,2. Эти различия обусловлены уменьшением радиуса гидратированного иона при переходе от к Сз . Подвижность иона зависит также и от его заряда. Так, для ионов Ка" , Mg и подвижности соответствуют величинам 50,1 53,0 63,0. [c.223]

Скорость диффузии ионов щелочных металлов возрастает по мере увеличения подвижности ионов и уменьшения радиуса гидратированного иона. Если сравнивать диффузионный ряд с лиотропным рядом сорбции катионов щелочных металлов, то они практически не отличаются независимо от строения сильнокислотных катионитов [c.102]

В табл. 22 приведены некоторые данные, показывающие влияние радиусов гидратированных ионов на коэффициенты диффузии при поглощении на сульфокислотных катионитах в H -форме с различной степенью сшивки матрицы. [c.178]

Таблица 22. Влияние радиусов гидратированных ионов на коэффициенты диффузии

Радиус гидратированного иона, А [c.179]

Радиус гидратированного иона, А 10,1 7,9 5,3 5,1 4,9 [c.186]

В этих случаях плотность заряда гидратированных ионов и способность к гидратации действуют в одном направлении — чем больше способность к гидратации, тем меньше плотность заряда (больше радиус гидратированного иона), а значит, меньше селективность поглощения. [c.186]

На сорбируемость веществ оказывают влияние различные факторы природа хроматографируемых веществ, радиус гидратированного иона, величина его заряда, природа сорбента, среда раствора и др. Эти факторы действуют одновременно и поэтому предсказать теоретически относительную сорбируемость веществ на том или другом сорбенте не всегда возможно. В этом случае ее определяют экспериментально. [c.180]

Т. е. С уменьшением размеров ионов скорость их должна расти. Однако если учесть, что — радиус гидратированного иона и что толщина гидратной оболочки должна возрастать с уменьшением истинного радиуса иона, так как она определяется электрическим потенциалом [c.85]

Если в воде, пропускаемой через катионитовый фильтр, находится смесь катионов, то в первую очередь сорбируются катионы, имеющие больший заряд, а при одинаковых зарядах — катионы с меньшим радиусом гидратированного иона. В связи с тем, что радиоактивные изотопы (Ыа, 5г и др.) находятся в жидких отходах в микроколичествах, а стабильные изотопы в макроколичествах, последние мешают обменным реакциям радиоактивных изотопов. Если же катионит находится в Н+-форме, то вероятность такого обмена большая и проскока радиоактивных элементов в фильтрат не наблюдается. Судить о том, в какой форме находится катионит, можно по pH воды, выходящей нз катионитового фильтра. До тех пор, пока ее pH<7, очевидно, что еще имеет место Н+-форма катионита, а когда рН>7, катионитовый фильтр следует регенерировать. [c.87]

Кажущиеся радиусы гидратированных ионов можно определить по закону Стокса [уравнение (11.Ц]. [c.353]

Радиус гидратированного иона, нм 0,340 0,276 0,232 0,228 0,228 [c.11]

Для удаления из солей рубидия и цезия примесей других щелочных металлов большое значение может иметь обратимость лиотропного ряда [361, 362, 375]. Лиотропный ряд щелочных металлов Сз+>НЬ+>К >Ма+>Ь1+ — характеризует последовательность возрастания степени гидратации и, следовательно, уменьшения ад-сорбируемости катионов ионообменными смолами. Обратимость лиотропного ряда, т. е. лучшая сорбируемость, например, калия, чем рубидия, была обнаружена у фосфорнокислого катионита кальцит Х-219 [376]. Однако тщательное исследование подобных катионитов показало, что никакого нарушения порядка лиотропного ряда щелочных металлов не наблюдается [375, 377, 378]. Обратимость лиотропного ряда обнаруживается только тогда, когда десорбентом служит концентрированная кислота. В этом случае сорбируемость щелочных металлов определяется уже не радиусом гидратированного иона, а истинным радиусом последнего [361, 362]. Так, рубидий и цезий меняют свой порядок вымывания уже в 4 н. соляной кислоте [379]. Однако не все возможности, представляемые подобной обратимостью лиотропного ряда, были использованы для разработки технологии очистки солей рубидия и цезия путем ионообменной хроматографии. [c.346]

Селективность смол по отношению к анионам повышается с увеличением валентности ионов и снижается с увеличением радиуса гидратированного иона. Селективность уменьшается в рядах [c.35]

Группа лантаноидов занимает особое положение. Ввиду большого сходства химических и физических свойств элементов этой группы очень трудно провести ионообменное разделение их смесей, основываясь только на различии в величинах радиусов гидратированных ионов (табл. 5.17). [c.193]

Соединения лантаноидов. Аквакатионы [М(Н20) ] содержат во внутренней сфере более шести молекул воды, например [М(1(Н20)8] ". Склонность их к гидролизу растет от лантана к лютецию параллельно уменьшению радиуса ионов, причем радиусы гидратированных ионов в этом же ряду увеличиваются. [c.380]

Этот порядок — литий, водород, натрий, калий — является, конечно, порядком, в котором возрастает сродство ионита к перечисленным ионам (т. е. возрастают их коэффициенты избирательности). В этом же порядке уменьшаются радиусы гидратированных ионов, за исключением водорода, гидратированный ион которого несколько больше гидратированного иона лития. Обычно [c.24]

Из-за высокого заряда и относительно малого ионного радиуса гидратированные ионы олова(1У) и свинца(1У)—сильные кислоты. Они очень легко образуют оксокомплексы, которые затем переходят в труднорастворимые Sn02-aq (pH 0.5) или PbOz-aq (рН<0). (См. опыты 1.Д и I.e.) [c.593]

Для применения метода нужно знать относительную сор-бируемость разделяемых ионов. Для этого существует общее правило, согласно которому в ряду ионов одинакового заряда сорбируемость ионов уменьшается с увеличением их эффективного радиуса, под которым понимают радиус гидратированного иона. Поскольку радиусы гидратированных ионов обычно обратим радиусам ионов в кристаллах, для большинства ионитов существуют следующие сорбционные ряды ионов (в порядке возрастания сродства к иониту) [c.251]

На первый взгляд кажется, что формула (IV.48) находится в противоречии с данными табл. IV.2. Так, например, при увеличении радиуса иона при переходе от катиона Li+ к катиону Rb+ подвижность не падает, а возрастает. Однако противоречие это лишь кажущееся, поскольку радиусы ионов в растворе вследствие гидратации ионов отличаются от кристаллографических. Чем меньше кристаллографический радиус, тем более сильное поле создает ион и тем в большей степени он гидратирован. Поэтому радиус гидратированного иона Li+ больше, чем радиус гидратированного иона Na +, и т. д. Однако если собственный размер иона возрастает настолько, что прочная гидратная оболочка вокруг него уже не удерживается, то при дальнейшем увеличении кристаллографического радиуса следует ожидать уменьшения подвижности. Эта закономерность и наблюдается для катионов (при переходе от s+ к [(СНз)4М]+) и для анионов (при переходе от Вг к I и далее к H3 OO ). В ряду катионов и анионов размеры ионов Rb+, s+, Вг и I являются как бы критическими при меньших собственных размерах ионов они мер становится больше, а меньше с другой стороны, при образуют прочную гидратную оболочку и их окончательный раз-ббльших собственных размерах ионов они гидратированы и ХР падает из-за увеличения собственного радиуса иона. Таким образом, ионы Rb+, s+, Br и обладают максимальной подвижностью. Для всех ионрв, за исключением Н3О+ и ОН", величины %i пои 25 °С не превышают 0,008 См-м /г-экв. [c.76]

Таким образом, чем меньше радиус собственно иона М+, тем сильнее он гидратируется, тем большие размеры имеет гидратированный ион. Так как в условиях разрушения горных пород при выветривании, а также при дальнейшей миграции ЩЭ, обязательным партнером ионов ЩЭ+ является вода, следует рассматривать сорбцию именно гидратированных ионов. С этой точки зрения наибольшим эффектом сорбции обладают тяжелые ЩЭ+, в том числе K" -aq, а наименьшим— легкие ЩЭ+, в том числе Na+ aq, отличающийся громадным (7 А ) радиусом гидратированного иона. Большой радиус гидратированного иона Na+-aq препятствует проникновению таких частиц в поры природных ионообменных материалов — цеолитов, почвенных гуминовых кислот и т. д. Поэтому Na+-aq преимущественно остается в растворенном состоянии и уносится в океан, а K+-aq задерживается почвой и растениями. Понятно, что на дне древних (теперь высохших) морей откладывался хлорид натрия как минеральная составляющая морской воды. Поэтому месторождения Na l (каменной или самосадочной соли) встречаются довольно часто, а таких же по запасам и концентрации основного компонента месторождений КС1 известно мало. [c.8]

При чисто гелевой кинетике скорость установления ионообменного равновесия прямо пропорциональна концентрации ионогенных групп, содержащих вытесняемые ионы, коэффициенту взаимодиффузии D в зерне ионита и обратно пропорциональна радиусу зерна г. В этом случае кинетика ионообмена зависит от структуры, набухаемости и зернения ионита, от радиусов гидратированных ионов и не зависит от концентрации раствора. Если скорость диффузии ионов в глубь зерна ионита и обратно одинакова, то процесс ионного обмена, происходящий в объеме частицы, подчиняется закону Фика [c.178]

При ионном обмене на сильнокислотных сульфокатиони-тах и сильноосновных анионитах, а также неорганических ионообменниках, не обладающих комплексообразующими свойствами наблюдается только электростатическое притяжение ионов к ионогенным (фиксированным) группам ионита. Электростатическое притяжение тем сильнее, чем больше величина заряда и чем меньше радиус гидратированного иона, т. е. чем выше плотность заряда иона. Поэтому можно ожидать более селективное поглощение высокозарядных ионов по сравнению с низкозарядными, если радиусы соответствующих гидратированных ионов не слишком различаются. [c.184]

Для ИОна ОН предполагается первичная гидратация тремя молекуламй воды с образованием Н,0 (рис. V-16). По другим данным более типично для него существование в виде H3OJ. Средний радиус гидратированного иона ОН оценивается в 1,78 А. [c.179]

Селективность ионообменников повышается с увеличением содержания сшивающего вещества. Катионы с меньшим эффективным радиусом гидратированного иона сорбируются предпочтительнее. Если ионогенная группа образует с реагирующим ионом ионную пару, селективность смолы к этому типу ионов увеличивается. При образовании в растворе труднодиссоци-ирующих соединений в первую очередь сорбируются ионы, которые образуют соединения с большей степенью диссоциации. С повышением температуры уменьшаются ионные гидратные оболочки, что приводит к уменьшению различия в радиусах гидратированных ионов и, следовательно, к снижению селективности смолы. [c.27]

Селективность групп — SO3H повышается с увеличением атомного номера, валентности и степени ионизации обмениваемых ионов и понижается с увеличением ионного радиуса гидратированных ионов. Как правило, селективность уменьшается в рядах (Dowex 50-Х8). [c.33]

Все сказанное, естественно, в полной мере касается водных растворов, на которых мы далее сосредоточим внимание. В этом случае для сольватации используется специальный термин - гид ротация. Современные структурно-чув-ствительные физико-химические методы - рассеяние рентгеновских лучей и нейтронов, а также ядерный магнитный резонанс - подтверждают описанную картину состояния ионов в растворах и уточняют ее. Для большинства исследованных катионов характерно образование внутренней координационной сферы из шести молекул воды, т. е. катионы в растворе можно рассматривать как частицы [М(Н20)б] В то же время акс-лериментальные определения скорости диффузии и подвижности ионов под действием тока показывают, что в растворах с каждым ионом связано гораздо большее число молекул воды. Эти числа, называемые числами гидратации ионов, составляют, например, для в среднем больше 100, а для Сз - 5-10, так что и средний радиус гидратированного иона лития (приблизительно 0,340 нм) больше, чем у цезия (0,228 нм), хотя, конечно, радиус иона лития в кристаллах (0,060 нм) гораздо меньше, чем цезия (0,169 нм). [c.184]

Обычные сульфокатиониты (КУ-2) увеличивают селективность по отношению к цезию с ростом процента дивинилбензола (в сооответствии с общим правилом увеличения селективности по мере роста жесткости смолы). Избирательность сорбции связана с тем фактом, что в группе щелочных металлов цезий обладает максимальным ионным радиусом, но минимальным радиусом гидратированного иона (исключая франций). Повышенной селективностью по отношению к ионам щелочных металлов обладают фенольные смолы (КУ-1, амберлит Ш-ЮО и др.). Емкость их возрастает в щелочной среде вследствие диссоциации ОН -групп фенола. Применение органических ионитов ограничено их малой радиационной устойчивостью. [c.181]

Наиболее широко в технологии редких металлов ионный обмен применяют для разделения лантаноидов Лишь с освое- нием этого метода удалось получить количества индивидуальных редкоземельных металлов, достаточные для изыскания возможностей их технологического применения При пропускании раствора смеси солей РЗЭ через колонку, наполненную катионитом, (Происходит частичное разделение благодаря различной способности к ионцому обмену Ионообменное разделение основано на том, что постепенное уменьшение радиуса иона (и соответствующее понижение основности) приводит к постепенному упрочнению связи с гидратной оболочкой Поскольку в основе прочности связывания катионов с анионными группами ионообменников лежит, по-видимому, элекгростатическое притяжение гидратированного катиона к отрицательной группировке, то оказывается чем больше радиус гидратированного иона, тем менее прочно он связывается В ряду РЗЭ, таким образом, ряд сродства к катиониту имеет вид Ьа +>СеЗ+>РгЗ+> >0у + -> >уз+>НоЗ+> >ЬиЗ+>8сЗ+ [c.168]

Вследствие действия электростатических сил у поверхности электрода, находящегося в растворе индифферентного электролита, происходит повышение концентрации ионов, знак заряда которых противоположен знаку электрода. Одни из этих ионов находятся у самой поверхности электрода и образуют так называемую плотную (гельмгольцевскую) часть двойного слоя другие же ионы, находящиеся на некотором расстоянии от поверхности, образуют его диффузную часть. Падение потенциала между электродом и точкой в глубине раствора распределяется между этими частями двойного слоя. Если считать, что активный центр вступающей в электрохимическую реакцию частицы расположен на границе между гельмгольцевской и диффузной частями двойного слоя (т. е. в так называемой плоскости Гельмгольца, отстояшей от поверхности электрода на расстоянии порядка радиуса гидратированного иона), то падение потенциала электрода, приходящееся на диффузную часть двойного слоя, не будет влиять на скорость переноса электронов. Таким образом, падение потенциала, приходящееся на диффузную часть двойного слоя, которое обычно обозначается через тр , уменьшает скачок потенциала между электродом и разряжающейся частицей эффективный скачок потенциала поэтому равен гр . Следовательно, при изменении з1-потенциала должно происходить и изменение волн, причем для незаряженных деполяризаторов [c.136]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология