Набухание смолы давление

Групп, И смола начинает набухать, так как цепи вынуждены постепенно раздвигаться. Для преодоления сил сцепления в смоле (представляющей собой в этой области влагосодержа-ния относительно твердый материал) необходимо затратить работу, и эта работа производится, конечно, силами, притягивающими воду к гидрофильным группам. Эти силы сцепления не нужно путать с упругим давлением набухания смолы, рассматриваемым ниже. Межмолекулярные ван-дер-ваальсовские силы сцепления действуют только на очень малых расстояниях, так как притяжение обратно пропорционально межмолекулярному расстоянию в седьмой степени. Энергия, необходимая для того [c.105]

Некоторые химикаты вызывают весьма заметное набухание смолы. Устанавливать положение центра распределителя нужно очень тщательно. В целях повышения эффективности он должен находиться как можно ближе к слою смолы, но при этом следует учитывать набухание смолы. Неравномерное распределение жидкости, проходящей через слой смолы, сильно влияет на эффективность сорбционного процесса. Хорошо сконструированные распределители поддерживают хорошее распределение потока жидкости. В большинстве случаев при конструировании давление потока жидкости, проходящей через поперечное сечение слоя смолы, принимается 0,14 ат. В то же время для осуществления хорошего распределения должно быть соответствующее количество отверстий. [c.42]

Поскольку осмотический перенос воды протекает до выравнивания осмотического давления внешнего раствора и осмотического давления внутри смолы, с повышением концентрации внешнего раствора, т. е. с увеличением внешнего осмотического давления, набухание смолы уменьшается. Набухшие ранее в воде зерна [c.43]

В результате исследования установлено, что повышение температуры приводит к небольшому снижению объемного эффекта набухания. Уменьшение объемных эффектов набухания смолы при повышении температуры можно объяснить дегидратацией противоионов, которая вызывает уменьшение разности осмотических давлений между ионитом и раствором. [c.195]

Набухание ионита зависит и от концентрации окружающего раствора. При повышении концентрации электролита осмотическая активность частиц в ионите растет, разность осмотических давлений уменьшается и, следовательно, уменьшается набухание. Степень гидратации противоиона также влияет ка набухание чем более гидратирован противоион, тем сильнее идет набухание ионита. Набухание смол есть процесс обратимый. Набухание и сжатие (обезвоживание) играет большую роль в кинетике процесса ионного обмена. Очевидно, при набухании идут процессы диффузии растворителя внутри зерна ионита, причем процесс сопровождается изменением структуры ионита и одновременно растом подвижности молекул растворителя. При набухании зерна происходит растяжение матрицы, идущее от поверхности к центру зерна и вызванное различием в степени набухания разных слоев, что приводит к возникновению механических напряжений в зерне. Обратный процесс протекает так, что скорость диффузии растворителя убывает в направлении от центра зерна к поверхности, и зерно при этом подвергается сравнительно малым напряжениям. [c.11]

Набухание. Иониты увеличиваются в объеме под действием воды или других растворителей — набухают. Причиной набухания является возникновение высокого осмотического давления вследствие разницы между концентрациями ионов в смоле и в растворителе. Различают абсолютное набухание [c.374]

При высокой концентрации раствора осмотическое давление невелико, смола слабо набухает. В случае применения сильно полярных растворителей (HjO) набухание сильнее, чем в случае применения слабо полярных растворителей (органические растворители). [c.375]

Набухание ионитов зависит от разности осмотических давлений в растворе, окружающем зерна ионообменной смолы, и в растворе, заключенном между цепями полимера в матрице ионита. Равновесие набухания достигается тогда, когда силы упругости полимерного каркаса ионита компенсируют эту разность осмотических давлений растворов внутри и вне зерна смолы. [c.210]

Селективность обмена зависит от величины давления набухания в порах смолы и от размера пор ионита. Учитывая, что в сточных водах обычно содержится смесь катионов, практически важно знать селективность их поглощения. Поэтому установлены ряды катионов по энергии их вытеснения из различных катионов. [c.179]

Набухание можно рассматривать как результат различия в осмотическом давлении между внутренней частью ионообменной смолы и внешним, более разбавленным раствором. Концентрация ионов внутри смолы вследствие набухания уменьшается. (Для сульфированного полистирольного катионообменника с 8% ДВБ в Н-форме, содержащего при насыщении 12 молей воды на грамм-эквивалент, давление равно 16 МПа.) [c.27]

При погружении ионообменника в раствор электролита набухание опре- деляется концентрацией электролита. С увеличением концентрации электролита поглощение растворителя уменьшается, так как снижается различие в осмотическом давлении между внутренним и внешним раствором. На степень набухания оказывает влияние также природа электролита, что может быть иллюстрировано результатами измерения поглошения воды смолами с сильнокислотными и сильноосновными ионогенными группами (табл. 1.5 и 1.6). [c.27]

Таким образом, возможно качественно оценить обменное равновесие. Однако количественная оценка затруднена из-за отсутствия необходимых данных. Нет точных сведений о давлении набухания, которое мОжет составлять около 250 ат для обмена К—на сульфокислотной смоле с 12% дивинилбензола.. Иногда это давление достигает 1000 ат, что необходимо принимать во внимание при конструировании ионообменной аппаратуры плотная набивка колонок смолой может привести к их разрыву при изменении набухания. [c.146]

Грегор попытался также объяснить явление относительного сродства на основе своей теории давления набухания . Как мы видели, чем большие размеры имеет ион (в своем нормальном состоянии гидратации), тем в большинстве случаев меньше его сродство к смоле. Грегор объясняет такую зависимость в первую очередь стремлением более крупного иона сильнее раздвинуть углеводородный каркас ионита, что влечет за собой рост давления набухания. Исходя из этих соображений, Грегор вывел уравнение [c.27]

Рассмотрим зерно сухой сульфополистирольной смолы в Н -форме, которое помещено в воду. Вода проникает в смолу, гидратируя ионы водорода и сульфат-ионы. Можно принять, что эти ионы растворяются в гидратной воде, образуя очень концентрированный водный раствор внутри зерна смолы. Содержание воды в смоле увеличивается за счет осмотического давления. При набухании зерен смолы валентные связи между атомами углерода углеводородных цепей и поперечные связи растягиваются, стремясь вместить поступающую воду. За счет упругости валентных связей возникает давление, противодействующее поглощению воды. Количество воды, поглощенной при равновесии, зависит от степени сшитости смолы и обмениваемого иона (табл. 5). [c.37]

Величины у в уравнении (14) не равны их значениям в уравнении (10), чем объясняется наличие в одном из уравнений дополнительного слагаемого, включающего давление и объем. Уравнения относятся к различным стандартным состояниям гипотетически бесконечно разбавленная смола имеет нулевое давление набухания и неселективна в отношении бесконечно разбавленного раствора. Наиболее близкая к такому состоянию смола с очень малым числом поперечных связей (0,5% ДВБ) все-таки проявляет некоторую селективность, даже если ее давлением набухания можно пренебречь. Эту селективность необходимо экспериментально определить. Майерс и Бойд расчленили величину 1п (уд/ув) на две величины 1п (уд/ув). которую можно рассчитать на основании экспериментально определенной селективности, и другую величину, которую оценивают по активности воды. Окончательное уравнение имеет вид [c.59]

Способность к набуханию обусловливается, во-первых, стремлением ионов, находящихся в фазе ионита в высокой концентрации (до 5 н. и выше), к гидратации и, во-вторых, электростатическим отталкиванием одноименно заряженных фиксированных ионов. При набухании происходит уменьшение осмотического давления жидкости в порах ионита и ослабевает отталкивание одноименных ионов до тех пор, пока не установится равновесие с противоположно направленной силой упругости эластичных углеводородных цепей [4]. Таким образом, на величину набухания положительное влияние оказывает увеличение емкости смолы, уменьшение количества связующего агента и заряда противоиона (так как заряд влияет на количество осмотически активных частиц), а также уменьшение концентрации внешнего раствора, влияющего на величину осмотического давления. [c.13]

В настоящее время в понообменной технологии широко ис-ргользуют колонны с неподвижным слоем смолы. В основании колонны предусматривается какое-либо опорное устройство для смолы, например в виде решетки, на которую насыпан слой гравия и затем слой песка. На опорный слой загружают влажную смолу. Плотная набивка колонн не допускается, так как при набухании смолы давление набухания может разорвать аппарат. В верхней части колонн (особенно большого диаметра) предусматривается распределитель, который дает возможность вводить жидкость в колонну при сравнительно высоких скоростях потоков, не повредив слоя смолы. Обычно распределитель— это коллектор с несколькими радиальными патрубками н направляющими струй. При использовании одного патрубка жидкость может начать двигаться по пути наименьшего сопротивления, что приводит к образованию каналов в слое смолы. При конструировании колонн необходимо предусматривать трубопроводы для подачи рабочего, элюирующего и промывного растворов, соответствующие коллекторы. Предусматриваются приспособления для обратной промывки смолы снизу, которую производят периодически для удаления мелких частиц истертого ионообменника и предупреждения слеживаемости смолы (рис. 49). [c.163]

Давление набухания зависит от степени сшивки смолы. В самом деле, если мы рассмотрим смолу (катионит) как полу-ироницаемую перегородку (за полупроницаемую перегородку иринимают поверхность зерна ионита, проницаемую для молекул растворителя и катионов, но непроницаемую для фиксированных ионов, для анионов), то осмотическое давление со стороны внешнего раствора всегда превышает осмотическое давление со стороны раствора в фазе ионита по нескольким причинам. Во-первых, в фазе ионита всегда раствор высокой концентрации (6 н. и выше). Во-вторых, фиксированные ионные группы, определяющие емкость смолы, осмотически неактивны. В-третьих, матрица (каркас) смолы для уравновешивания внешнего осмотического давления оказывает на раствор в фазе смолы давление, обусловленное упругостью каркаса. Набухание смолы с большим процентом сшивки мало, концентрация внутреннего (при равной емкости) раствора выше, следовательно, и давление Р, оказываемое каркасом смолы на внутренний раствор, выше. Как видно из приведенного уравнения, Повышение количества сшивок должно привести к увеличению избирательности. Чем больше разница объемов гидратированных ионов -4). тем выше избирательность. [c.145]

Давление набухания зависит от степени сшивки смолы В самом деле, если мы рассмотрим смолу (катионит) как полупроницаемую перегородку (за полупроницаемую перегородку принимают поверхность зерна ионита, проницаемую для молекул растворителя и катионов, но непроницаемую для фиксированных ионов, для анионов), то осмотическое давление со стороны внешнего раствора всегда превышает осмотическое давление со стороны раствора в фазе ионита по несколоким причинам Во первых, в фазе ионита всегда раствор высокой концентрации (6 н и выше) Во-вторых, фиксированные ионные группы, определяющие емкость смолы, осмотически неактивны В третьих, матрица (каркас) смолы для уравновешивания внешнего осмотического давления оказывает на раствор в фазе смолы давление, обусловленное упругостью каркаса Набухание смолы с большим процентом сшивки мало, концентрация внутреннего (при равной емкости) раствора выше, следовательно, и давление Р, оказываемое каркасом смолы на внутренний раствор, выше Как видно из приведенного уравнения, Повышение количества сшивок должно привести к увеличению избирательности Чем больше разница объемов гидратированных ионов, тем выше избирательность Для ионов с небольшой разницей объемов решающее значение приобретает соотношение коэффициентов активности Как было сказано выше, соотношение коэффициентов активности во внешнем растворе мало влияет на коэффициент избирательности Однако такое явление в растворе, как меньшая диссоциация соли АУ по сравнению с В (и, как следствие, уменьшение а, в по сравнению с в.в), должно благоприятно сказываться на избирательности [c.145]

Рис. 6 и 7 показывают, что при контакте анионитов с разбавленными растворами серной кислоты повышение ее концентрации (до 0,1 г-эЫл) приводит, как и в вышеописанных случаях, к некоторому уменьшению степени набухания смолы. При дальнейшем повышении содержания H2SO4 в контактирующем растворе происходит увеличение объема набухшего анионита. Можно предположить, что в данном случае ня степень набухания оказывает влияние возможный эффект повышения молекулярной сорбции серной кислоты с ростом ее концентрации. Однако если исходить из подобного рассуждения, то и с повышением кон-Ю,0 I центрации раствора соля- ной кислоты набухаемость анионитов должна увеличиваться. В то же время, как показывает эксперимент (см. рис. 6 и 7), в растворах НС1 не наблюдается, хотя это еще не означает, что молекулярной сорбции не происходит. Увеличение молекулярной сорбции НС1 (как и H2SO4) анионитовой смолой с ростом концентрации насыщающего раствора, несомненно, имеет место, однако это не приводит к повышению набухаемости анионита, так как этот эффект перекрывается увеличением осмотического давления во внешнем растворе, которое, как известно [3], обусловливает уменьшение степени набухания смолы. [c.39]

Набухание ионита обусловлено гидратацией его обменных групп гидратация сопровождается поляризацией и направленной ориентацией молекул растворителя. При этом возникает сильное отталкивание свободных одноименно заряженных участков диполей (и молекул растворителя в целом), что приводит к растяженик> матрицы ионита. Одновременно благодаря наличию попер,ечных связей в полимерной молекуле смолы возникает сила, стремящаяся возвратить матрицу в первоначальное состояние. Количественной мерой этой силы служит давление набухания п. Давление набухания равно разности осмотического давления раствора, находящегося в порах ионита, и давления внешнего раствора. Давление набухания увеличивается с увеличением емкости ионита и степени его поперечной связанности, при замене многозарядных противо-ионов ионами с меньшим зарядом, при увеличении степени сольватации противоионов и при уменьшении концентрации внешнего раствора. [c.183]

Для фазы смолы велэтина 1г предполагается состоящей из двух членов химического 1хим и энергии набухания, зависящей, по предположению, только от набухания смолы и равной произведению парциального молярного объема электролита на давление П. Итак, [c.135]

При изучении ионитов из синтетических смол и в известной степени также при работе с бентонитом не следует упускать из виду одно осложнение, а именно явление набухания. При замещении одного катиона другим степень набухания может изменяться, особенно если оба катиона имеют различные валентности. В то же время могут измениться величины, характеризующие процесс обмена. Повидимому, чем сильнее смола набухает в воде, тем меньше различается ее адсорбционная способность по отношению к различным катионам (см. стр. 19). До последнего времени явление набухания почти не привлекало внимания при выводе уравнений, описывающих равновесие при ионном обмене. Однако Грегор [28] при рассмотрении общей термодинамической теории ионного обмена указал, что в выражение для свободной энергии процесса ионного обмена входит величина р(1 ц— Га.), где р — давление набухания смолы, а и Уа—относительные парциальные молярные объемы ионов А и В в смоле. Разность Ун — Га может быть измерена непосредственно, а величина р равна разности осмотических давлений раствора внутри смолы и раствора вне смолы. По мнению Грегора, можно предсказать распределение ионов при обмене на основании независимо наблюдаемых величин. В своей статье он приводит величины удельных объемов одной и той же смолы, содержащей разлнч- [c.14]

Таким образом, замедление процессов набухания и сжатия зерен ионообменных смол является методом уменьшения интенсивности осмотического разрушения зерен ионитов при использовании концентрированных растворов реагентов для регенерации ионообменных фильтров. Поскольку скорость изменения объема зерна ионита зависит от разности осмотических давлений в зерне и во внешнем растворе, следует примегшть ступенчатое повышение концентрации раствора в начале регенерации смолы и постепенное уменьшение концентрации раствора в кон- [c.213]

Иониты в контакте с водой не растворяются, но поглощают некоторое количество воды и набухают, являясь гелями с ограниченной набухаемостью. При набухании ионитов размер мюфопор возрастает от 0,5-1,0 нм (5-10А) до 4 нм (40А), а размер микропор составляет 70-130 нм (700-1300А). При этом объем ионитов увеличивается в 1,5-3 раза. Степень набухания зависит от строения смолы, природы протнвоионов, от состава раствора. Набухание влияет на скорость и полноту обмена ионов, а также на селективность ионита. Оно прекращается после того, как разность осмотических давлений до и после обмена уравновесится упругими силами растяжения и сжатия ионита. [c.85]

Рудаковым с соавторами было предложено использовать в качестве катализаторов твердые ионообменники [142], Особенно пригодными оказались сульфированные фенол-формальде-гидные смолы, выпускавшиеся в СССР под марками МСФ и Эспатнт I [136, 145]. Позднее у сополимера стирола и дивинил-бензола с сульфогруппами и макроретикулярной (сетчатой) структурой были обнаружены еще лучшие свойства [269]. Реакцию вели в термостатированной колонне. Катализатор предварительно обезвоживали сушкой при 150°С или вымачиванием в ледяной уксусной или крепкой муравьиной кислоте. Последнее можно осуществлять в том же реакторе, при непрерывном взмучивании катализатора потоком жидкости снизу. Взмучивание необходимо, так как объем катализатора от набухания увеличивается на 30—60%, в результате чего может создаться давление на стенки реактора и произойти спекание катализатора. [c.88]

Для объяснения закономерностей ионообменных процессов был выдвинут ряд теорий наиболее обешаю-шими из современных теорий являются представления Грегора. Согласно его теории, ионообменную смолу следует рассматривать как набухший гель, в котором установилось равновесие между давлением набухания (или осмотическим давлением) и упругими силами сшитой матрицы полимера. Всякое изменение условий нарушает этот баланс, и система переходит в новое состояние равновесия. Так, например, если полностью набухшую смолу в натриевой форме перевести в водородную форму, зерна ионита несколько увеличатся в размере это увеличение тем меньше, чем больше степень поперечной сшивки смолы. Согласно теории Грегора, замена малого иона на ион большего радиуса приводит к тому, что углеводородный скелет смолы раздается при этом упругие силы растут, вызывая в свою очередь увеличение внутреннего давления на подвижные элементы набухшей смолы, что приводит к выдавливанию некоторой части свободной воды из матрицы полимера В результате устанавливается новое равновесное состояние, при котором прирашение объема ионита будет меньше, чем разница объемов гидратированных ионов водорода и натрия. С уменьшением степени сшивки уменьшаются и силы упругости, возникающие при данном приращении объема, в связи с чем количество свободной воды, выжимаемой из матрицы ионита при заданном изменении ионного состава, будет меньше, а конечное увеличение объема смолы, следовательно, будет больше. [c.25]

При горении капли подвод тепла к нех увеличивается и темп прогрева капли возрастает в 5—6 раз (см. рис. 5. 63). Значительный подвод тепла к капле от зоны горения интенсифицирует пре-враш,ение смол в асфальтены, разложение асфальтенов с образованием кокса и, наконец, при достаточно высокой температуре капли крекинг-смол и асфальтенов. Вследствие этих процессов происходит частичное или полное ококсовывание капель. Ококсовы-вание поверхности тормозит испарение капли, но одновременно увеличивает темн ее прогрева, что способствует ускорению процессов крекинга асфальто-смолистых веш еств в жидкой фазе с паро- и газовыделением. Обильное паро- и газовыделепие приводит к набуханию капель в пределах пластичности оболочки, затем давление внутри капли повышается, что вызывает выброс паро- и газообразных, а возможно, и жидких компонентов или разрыв капли на части. [c.367]

С введением в кироминеральные смеси минерального порошка улучшаются физико-механические свойства смеси по всем показателям, что является эффективным средством регулирования свойств получаемых кироминеральных смесей. ПАВ (госсиполовая смола и кубовые остатки) позволяют уменьшить водонасыщение, набухание, т. е. увеличить коррозионную устойчивость кироминеральных смесей. Наиболее эффективной следует считать добавку полиэтилена низкого давления, которая позволяет комплексно регулировать свойства кироминеральных смесей в широких пределах и получать смеси улучшенного качества, обладающие высокой сдвигоустойчивостью и эластичностью, отвечающие по физико-механическим свойствам требованиям, предъявляемым к холодным, теплым и даже горячим асфальтобетонным смесям. [c.191]

Во многих случаях желательно использование достаточно летучих растворителей. Это необходимо в основном 1) при препаративном выделении веществ 2) прн работе с транспортно-ионизационным детектором 3) в тонкослойной и бумажной хроматографии, когда проявляющий реактив может реагировать с компонентами системы растворителей. Однако чрезмерно высокая летучесть создает определенные неудобства в работе. Такие низкокипящие растворители, как пентан и диэтиловый эфир, могут образовывать пузырьки в колонке и в детекторе. В тонкослойной и бумажной хроматографии применение систем растворителей с компонентами, обладающими слишком большим давлением пара, обычно сопряжено с низкой воспроизводимостью. В разд. 162 приведены сведения о температуре кипения при 760 мм рт. ст. и давлении насыщенных паров растворителей при 20 °С. Последние значения полезно сопоставить с ПДК — предельно допустимой концентрацией токсичных веществ в воздухе рабочих помещений — для принятия необходимых мер по технике безопасности. ПДК соответствуют Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий СН 245-71 (Стройиздат, 1972). Данные о набухаемости твердых фаз в различных раствори-, телях приведены в соответствующих разделах. Эти данные имеют большое значение при работе с нежесткими гелями и ионообменными смолами набухание должно обеспечивать достаточную проницаемость твердой фазы, но чрезмерная набухаемость сильно затрудняет работу с колонками. [c.382]

Если сухую ионообменную смолу поместить в водный раствор, она впитывает воду и набухает. Проникновение воды в ионит приводит к сольватации как фиксированных ионов, связанных с матрицей смолы, так и подвижных противоионов. Жесткость матрицы ионита противодействует набуханию. В результате достигается состояние равновесия, которое зависит от числа поперечных связей в ионите, а также от числа (емкости) и природы входящих в его состав фиксированных групп и противоионов. Существуют различные модели набухания, приводящие к одинаковым результатам. Набухание рассматривают либо как результат различия осмотических давлений в двух фазах [8], либо как разбавление концентрированной фазы ионита, либо, наконец, как следствие электростатического отталкивания фиксированных групп ионита, освобонеденных от противоионов в результате сольватации последних впитанной ионитом водой [42—44]. Подобно этому, сопротивление матрицы набуханию рассматривают либо как механический процесс [8], либо на основе молекулярной картины, в соответствии с которой растяжение матрицы приводит к уменьшению ее конфигурационной энтропии [42—44]. Само собой разумеется, что любая из этих моделей отражает зависимость величины набухания ионита от числа поперечных связей. [c.184]

Он основан на строго не доказанном, интуитивном постулате. Фактически, принятое допущение предполагает полную химическую инертность сшивки, единственным результатом введения которой в ионит является изменение давления набухания вследствие изменения упругих свойств матрицы. Такое допущение а priori не может быть общим, так как во многих смолах сшивка имеет совершенно иную химическую природу, чем матрица ионита, и не может быть инертной. Как отметил Бойд [46], этот постулат наиболее верен для ионитов на базе полистирола со сшивкой из дивинилбензола, так как стирол и дивинилбензол имеют сходное химическое строение. Фактически этот метод и применялся только для подобных ионитов, для которых он дал удовлетворительные результаты (см. раздел VI. 6). [c.175]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология