Изотермы обмена экспериментальные

Изотерма адсорбции, получаемая экспериментально, представляет собой (при разных температурах для одного вещества или для разных веществ при одной и той же температуре) кривую Ленгмюра (моно-молекулярная адсорбция) или s-образную кривую (полимолекулярная адсорбция), или прямую линию (простое распределение по закону В. Нернста). А. В. Раковским и С. М. Липатовым была изучена ионообменная адсорбция. Этот процесс происходит в гетерогенной среде на границе раздела раствор — ионит. В качестве ионитов берут многие твердые, практически не растворимые в воде и органических растворителях материалы, способные к ионному обмену. Практически наиболее важны иониты, состоящие из высокомолекулярных соединений с сетчатой или пространственной структурой (см. рис. 95). [c.518]

Подобные отклонения можно объяснить двояким образом. Отказавшись от постулата 3, мы приходим к представлению о хемосорбции на однородной поверхности, сопровождающейся взаимодействием сорбированных частиц. Если это взаимодействие заключается во взаимном отталкивании, теплоты адсорбции должны уменьшаться с заполнением в согласии с опытными данными. Подставляя в (1.4) некоторую зависимость коэффициента адсорбции Ь, связанного с теплотой адсорбции соотношением (1.5), от степени заполнения поверхности, мы можем аппроксимировать таким образом любую экспериментальную изотерму адсорбции. Другое объяснение опытных данных заключается в отказе от постулата 2. Поверхность при этом считается неоднородной, т. е. ее различные участки характеризуются разными теплотами адсорбции и адсорбционными коэффициентами предполагается, что взаимодействие сорбированных молекул отсутствует. Первые порции сорбата заполняют участки с максимальными теплотами адсорбции, а последующие — менее активные участки в соответствии с этим теплота адсорбции уменьшается с заполнением по закону, зависящему от доли участков с различными теплотами адсорбции на поверхности катализатора. Отталкивание хемосорбированных молекул может являться следствием квантово-механического обменного взаимодействия [6]. Силы кулоновского или диполь-дипольного взаимодействия играют малую роль, так как они должны сказываться лишь при значительной плотности сорбированных молекул между тем отклонения от изотермы Лангмюра (или изотермы Генри) часто становятся заметными уже при очень малых степенях заполнения поверхности. Весьма правдоподобно [c.15]

Для систем, в которых обмен ионов сопровождается фазовым превращением, характерно резкое, скачкообразное изменение состава твердой фазы при постоянном составе раствора. В этом случае две чистых ионных формы сорбента представляют собой не твердый раствор, а два индивидуальных вещества со своей структурой. Области скачка отвечает сосуществование этих двух фаз. Изотермы обмена для систем с фазовыми переходами характеризуются гистерезисом несовпадением состава раствора, при котором происходит фазовый переход при прямом и обратном проведении процесса [17, 127, с. 53 234, с. 27 240, 241]. На рис. VI. 10 и VI. 11 представлены экспериментально полученные изотермы обмена для различных катионитов на основе соединений сурьмы, а также цеолитов [172, 242, 243]. Отмечается многообразие форм изотерм симметричные, несимметричные, 5-образные с точкой перегиба и 5-образные с четкой горизонтальной площадкой. Могут быть и более сложные, например, сочетание 5-образной изотермы и изотермы с фазовым превращением (рис. VI. 10, а) и система с высокой селективностью при малых степенях замещения [c.187]

На основании полученных экспериментальных данных рассчитывали изотермы обмен ной сорбции Гапона [11] по уравнению [c.131]

В случае же, если исследуемый радиоэлемент будет содержаться в растворе в заметных концентрациях (например, 10 —10 г/л), то трудности еще более возрастают, так как возможность применения линейной формы изотермы обмена отпадает. Поэтому при наличии весовых концентраций комплексообразователя обмен исследуемого элемента в форме комплекса на анион лиганда изучается в отсутствие солевого фона. Исследователи стремятся проводить свою работу таким образом, чтобы концентрация анионов лиганда в ионите оставалась постоянной. Концентрация лиганда в растворе меняется и, следовательно, работа проводится при переменной ионной силе раствора. В случае, если в системе образуется несколько анионных комплексов, экспериментально определенный коэффициент распределения (П. 5) зависит от концентрации лиганда в растворе. Предполагается, что анионитом могут поглощаться несколько анионных комплексов. Фронеус, изучив зависимость Я й(ма) от [А], установил, что при увеличении концентрации лиганда [А] в растворе, содержащем первоначально только нейтральный комплекс исследуемого элемента, величина (МА) вначале возрастает, а затем, достигнув максимального значения, начинает падать, если в растворе образуются отрицательно заряженные комплексы. В этом случае в точке максимума [c.604]

Все опыты проводились в статических условиях по обычной методике. На основании полученных экспериментальных данных рассчитывались изотермы обменной сорбции по преобразованному уравнению Никольского, приведенному к виду уравнения прямой [7] [c.80]

При детальном сопоставлении экспериментальных данных по ионообменному равновесию желательно пользоваться коэффициентами избирательности и коэффициентами распределения могут, однако, применяться и другие эмпирические соотношения. Так, Кунин п Майерс [76], работая со слабоосновным анионитом, получили хорошее совпадение между экспериментальными данными по обменному равновесию в разбавленных растворах (< 0,05 н.) и значениями, вычисленными по уравнению изотермы адсорбции Фрейндлиха. С другой стороны, эксперименты с более концентрированными растворами не согласовывались с изотермами адсорбции Фрейндлиха илп Лэнгмюра [77]. Аналогичные результаты были получены и другими авторами [8]. [c.74]

Результаты экспериментального изучения ионообменных равновесий позволяют по составу обменных катионов цеолитов оценить катионный состав равновесного раствора. Такая оценка состава растворов, равновесных с цеолитами различных генетических групп, проведена с использованием изотерм обмена Ма — К для филлипсита и клиноптилолита без учета различий в селективности этих цеолитов к Ма, Са и Мд (рис. 35). Относительные концентрации обменных катионов рассчитаны на основе ряда опубликованных анализов цеолитов. [c.112]

Экспериментальные данные по адсорбции полимеров показывают, что, как правило, характер изотерм адсорбции отражает высокое сродство адсорбата к поверхности, т. е. величина адсорбции уже при малых концентрациях резко возрастает и быстро достигает практически постоянного значения. Уравнение изотермы адсорбции полимера можно легко получить, используя закон действия масс (аналогично выводу уравнения обменной адсорбции, см. разд. III.В.). Необходимо учесть, что одна макромолекула полимера А вытесняет из поверхностного слоя V молекул низкомолекулярного растворителя В [c.197]

СБС. Ход кажущейся константы обмена при изменении соотношения концентраций ионов в растворе представляет интерес в связи с тем, что дает возможность выбрать наиболее благоприятные условия для разделения ионов, т. е. концентрации ионов в растворе, при которой наблюдается наибольшая избирательность. В случае ионов разной валентности избирательность поглощения иона большей валентности может быть достигнута разбавлением раствора. Этот факт вытекает из анализа уравнения изотермы обмена и экспериментально подтвержден при обмене одно- и двухвалентных ионов Е. Н, Разгоном [12] и др. [c.9]

Клиноптилолит проявляет ионно-ситовой эффект по отношению к крупным органическим катионам (см. табл. 7.9) [36]. В серии алкиламмониевых ионов степень обмена Хма с уменьшается с увеличением размера катиона. Тетраметиламмониевые и трет-бутиламмопиевые иопы вообще не обмениваются с катионами иатрия. Изотермы обмена показаны на рис. 7.13, а, а зависимость коэффициентов селективности от степени обмена — на рис. 7.13, б. При обмене па крупные органические катионы число молекул воды в цеолите уменьшается прямо пропорционально 1) степени замещения и 2) объему органического аниона. При рассмотрении молекулярно-ситового эффекта авторы работы исходили из не полностью доказанного (см. гл. 2) предположения об изоструктурности клиноптилолита и гейландита. По сравнению с другими цеолитами клиноптилолит довольно селективен по отношению к иону аммония. Отмечается хорошее совпадение экспериментальных результатов с правилом треугольника , в соответствии с которым константы реакций обмена К между ионами А, В и С связаны между собой соотношением [c.574]

Приведенные экспериментальные данные по обменной способности, константам изотерм ионного обмена и относительным скоростям обмена ионов на некоторых сорбентах иллюстрируют значение этих величин для характеристики свойств и работы ионообменных материалов и практическую ценность теории ионного обмена, развитой отечественными учеными. [c.15]

Для экспериментальной оценки степени однородности поверхности адсорбентов применяются разные методы термодинамические (газохроматографический и вакуумный адсорбционный — методы -определения формы хроматографического пика и изотермы адсорбции), калориметрический (определение зависимости теплоты адсорбции от заполнения поверхности адсорбированными молекулами), различные электронно-микроскопические методы (в частности, метод декорирования), дифракция медленных электронов, спектроскопические методы, химические реакции с поверхностными соединениями, в частности, изотопный обмен [54, 97]. В соответствпп с содержанием этой книги ниже рассмотрены некоторые термодинамические методы такой оценки. [c.24]

Описан экспериментальный метод одновременного измерения равновесной изотермы н кинетики быстрой сорбции газов твердым телом при различных степенях насыщения. Метод позволяет также исследовать обмен одного сорбированного вещества с другим. [c.171]

Постоянная m(s, 5 -ь 1) зависит от емкости сорбента ( Zq), площади поверхности (Aq) и от емкости двойных электрических слоев Штерна - j), которые образуют цель последовательно соединенных конденсаторов [4-9]. Этот параметр - т определяется из экспериментальных данных, получаемых для равновесной зависимости в бинарном обмене А/В. Процесс определения параметров многокомпонентных ионообменных изотерм (1), [c.71]

Вид функциональной зависимости между концентрацио ионов в растворе с и Сз) и равновесными емкостями сорбции ионов ионитами (т и т.,), представлейпый в изотермах обмена понов, весьма важен как с теоретической, так м с практической стороны. Соответствие или несоответствие экспериментальных данных уравнению ионного обмена позволяет судить о механизме обмена, положенного в основу вывода уравнения. При этом существенна не только связь между параметрами с , с.,, и т , но и оценка константы ионного обмена к. Ввиду того, что обмен понов на набухающих ионитах во многих случаях подчиняется уравнениям (I, 13) и (I, 15), можно было бы ошибочно предположить, что учтенное выпте явление набухания вообще не существенно при обмене ионо) на любых ионитах, так как экспоненциальный член в уравнении (I, 7) и ему подобных постоянен [c.18]

Применимость уравнения (10) к обмену ионов на торфе вытекает из работы [29], а также приведенных на рис. 4, б экспериментальных данных. На рис. 4, б показаны изотермы обмена ионов водорода на ионы натрия из раствора Na l, построенные в координатах уравнения (10). Аналогичный характер имеют изотермы обмена Н+ на К+, NHi, Mg= +, Са +, Fe +, АР а также Са + на Na+, К+, NH , Mg"+, Fe " ", А1 +. Из изотерм ионного обмена были найдены значения и К. По величине предельной сорбции йт на древесно-осоковом Н-торфе анализируемые ионы независимо от температур ры можно расположить в ряд NHj < [c.218]

А. В. Трофимов [2] исследовал кинетику обмена карбонатов с водой и установил, что но сравнению с х арбонатом бария природный СаСОз (мел) весьма устойчив в отношении ионного обмена с водой.. . Мелкая фракция мела ( 0,25 мм) обменяла 1,3% кислорода (за 7 мес. нри 20°) и далее Мел, растертый до >0,25 мм, обнаруживает обмен, но столь слабый, что трудно экспериментально учесть кинетику его . Пользуясь по аналогии изотермой обмена, полученной для СаСОз и экстраполируя обмен на 10 лет, А. В. Трофимов пришел к выводу, что обмен размельченного мола за геологическую эпоху составит 5—15%, что свидетельствует, по его мнению, о высокой геологической сохранности кислорода кальцитов. [c.278]

Структура СКК, предложенная в [183], позволяет объяснить равенство предельной обменной емкости СКК содержанию сурьмы и S-образные изотермы (предполагается неравноценность 9 сильнокислотных обменных мест тримеров и 5 слабокислотных мест пентамера). Слабым местом в модели является то, что число ато MOB сурьмы в элементарной ячейке оценено на основании измерений плотности достаточно мелкодисперсных продуктов, для кото рых экспериментально найденная плотность обычно ниже действительной [184]. Это привело к заниженному значению числа атомов сурьмы в элементарной ячейке (14 вместо 16). Следует отметить, что структура СКК по Бетели и Хайзу до сих пор приводится при рассмотрении СКК [151, 156], [c.169]

Возникает вопрос, пригодно ли уравнение Никольского для описания изотермы обмена разновалентных ионов на различных сорбентах Пользуясь экспериментальными данными Кришнамурти по обмену Са на К на смоле амберлит-Ш-100, обмену s на La на бентоните и рассчитывая константы но уравнению Никольского, убеждаемся, что для всех равновесных точек как нри обмене Са —на смоле IR-100, так и нри обмене s —La на бентоните константы равновесия практически постоянны (табл. 7 и 8). [c.43]

Из экспериментальных данных, приведенных выше, видно, что, как правило, константы обменных равновесий с участием исследуемых цеолитов значительно отличаются от единицы. Поэтому ионообменные реакции будут приводить к разделению компонентов как в процессах цеолитообразования, так и при дальнейшем контакте их с поровыми растворами. Разделение будет наблюдаться не только для элементов, значительно различающихся по свойствам, таких, например, как одно- и двухвалентные металлы, но и для сравнительно сходных, как щелочные металлы. При этом характер распределения будет определяться видом изотерм обмена соответствующих систем, так как зависимость избирательности от состава может оказывать значительное влияние на характер разделения компонентов в природных условиях. [c.107]

Поскольку вся электронная теория хемосорбции относится к очень малым заполнениям, говорить о выборе между изотермой Лэнгмюра и Воль-кепштейна не совсем правильно. На однородной поверхности при заполнениях, которыми оперирует электронная теория, должна наблюдаться при игнорировании электронных процессов линейная изотерма Генри, а нри адсорбции с диссоциацией — параболическая изотерма. При учете электронных процессов согласно теории Ф. Ф. Волькенштейна должны иметь место более сложные изотермы. Замечу в связи с этим, что один из интересных результатов последних экспериментальных работ по ионно-обменной адсорбции, изученной радиохимическими методами, и по исследованию физической адсорбции газов особо чувствительными волюмометрическими и весовыми методами в школе М. М. Дубинина заключается в том, что для большинства изученных систем в области малых заполнений изотермы Генри действительно нет. К этой области и следует применить теорию (но, конечно, в случае хемосорбции). [c.238]