Гетерогенные системы, состояние ионного равновесия

Диффузия— ЭТО процесс переноса вещества из одной части системы в другую, обусловленный тепловым движением частиц (молекул, атомов, ионов и т. п.). Она протекает как в одном веществе, так и в любой смеси веществ независимо от их агрегатных состояний. В первом случае процесс называется самодиффузией, во втором — взаимодиффузией или просто диффузией. Тепловое движение атомов и молекул хаотично. Поэтому в одном веществе диффузия беспорядочно переносит частицы из одного места в другое. Однако если в системе имеются два или более веществ, причем концентрации их в разных точках неодинаковы, то возникают направленные диффузионные потоки, стремящиеся выравнивать концентрации. Такая система посредством диффузии переходит в состояние термодинамического равновесия, отвечающего максимально неупорядоченному распределению частиц, т. е. равенству концентраций каждого из их компонентов в любой части системы. Следовательно, диффузия является самопроизвольным и необратимым процессом. Благодаря своей универсальности диффузия играет существенную роль в гетерогенных процессах геохимической миграции [Голубев В. С., Гарибянц А. А., 1968]. [c.18]

Протекание взаимно противоположных процессов приводит к состоянию динамического равновесия, при котором скорость осаждения ионов становится равной скорости растворения осадка. При наступлении равновесия концентрация гидратированных ионов в растворе перестает расти, а оставшийся осадок твердой фазы — уменьшаться. Получается насыщенный раствор. Характерной особенностью процессов, протекающих в гетерогенной системе, является то, что столкновения между ионами растворенного вещества и кристаллами осадка происходят лишь на поверхности фаз, а не по всей толще реагирующих веществ. [c.100]

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]

Пространственно процесс взаимодействия фаз начинается с молекулярного или химического взаимодействия на границе раздела фаз. Находящиеся на границе раздела фаз атомы, молекулы или ионы благодаря ненасыщенности их межмолекулярных или химических связей обладают повышенной активностью к межмо-лекулярному или химическому взаимодействию. Если в процессе взаимодействия фаз действуют только межмолекулярные силы, то химический состав гетерогенной системы в целом не изменяется. В результате перехода веществ из одной фазы в другую происходит лишь изменение химического состава отдельных фаз. Процесс взаимодействия в этом случае заканчивается установлением определенного равновесного распределения веществ между фазами гетерогенной системы. Гетерогенная система в состоянии термодинамического равновесия будет характеризоваться онределенным равновесным составом фаз. Если же во взаимодействии участвуют силы химической связи и в результате этого развиваются химические реакции, то происходит изменение химического состава как гетерогенной системы в целом, так и ее отдельных фаз. При этом в гетерогенной системе могут происходить глубокие изменения, связанные с образованием новых химических соединений и новых фаз. Процесс химического взаимодействия фаз гетерогенной системы заканчивается установлением определенного равновесного распределения веществ между первоначальными и вновь образовавшимися фазами. Фазы гетерогенной системы также будут характеризоваться определенным равновесным составом. [c.6]

В системах из одного компонента гетерогенные процессы сводятся к переходу его из одной фазы в другую без изменения химического состава фаз. Сюда относятся процессы плавления, испарения, возгонки и противоположные им процессы отвердевания (кристаллизации) и конденсации. Все эти процессы взаимно обратимы, и в действительности переходы отдельных молекул (или ионов) происходят всегда и в ту и в другую сторону. Наблюдаемое же нами течение процесса в одну сторону является лишь результатом преобладания скорости этого направления над скоростью противоположного направления, а наблюдаемая скорость является суммарной скоростью процесса и по величине равна разности скоростей прямого и обратного процессов. Соотношение между скоростями прямого и обратного процессов определяется тем, в какой мере данное состояние системы отличается от состояния равновесия. Чем ближе обе фазы к взаимному равновесию, тем меньше суммарная скорость процесса, так как тем ближе друг к другу скорости прямого и обратного процессов. [c.487]

Однако сформулированная Н. И. Степановым задача метрики химических диаграмм оказалась неактуальной. Построение диаграмм состав — свойство гомогенных систем с помощью теоретических расчетов, не прибегая к эксперименту, не может быть целью исследований. Диаграммы состав — свойство гомогенных систем, в отличие от диаграмм состояния гетерогенных систем, пе отражают в наглядном виде характер взаимодействия между компонентами. Более важной задачей метрики химических диаграмм следует считать использование диаграмм состав — свойство, построение которых экспериментальными методами не вызывает принципиальных затруднений, для исследования характера взаимодействия компонентов. Решение этой задачи становится возможным после установления функциональной зависимости между составом и свойствами физико-химических систем. С учетом сказанного под метрикой химических диаграмм следует понимать раздел физико-химического анализа, устанавливающий функциональную зависимость между составом системы и свойствами на основе общих законов химии и физических констант составных частей системы. В задачу метрики химических диаграмм входит исследование ионно-молекулярного состояния вещества, определение состава химических соединений и констант химических равновесий. [c.128]

Рассмотрение ионного обмена как мембранного равновесия и как гетерогенной химической реакции двойного обмена в суш ествонных чертах приводит к одинаковым выводам. Основное различие между обоими подходами состоит, так сказать, в величине константы равновесия, которая при подходе с позиций мембранного равновесия во всех случаях тождественно равняется единице, а при подходе с позиций химической реакции имеет строго определенную для каждой изучаемой системы величину. В литературе, к сожалению, до сих пор не рассмотрены причины и следствия этих двух результатов. Как представляется автору, они, по-видимому, заключаются в различии исходных положений в то время как при мембранном равновесии в качество исходного принимается полностью диссоциированное состояние системы, при химической реакции (иначе она и не произойдет как таковая) принимается образование недиссоциированных ионных пар. Вероятно, в различных случаях наблюдается различная степень диссоциации (ионизации) иоиита в той или иной форме, что и обусловливает целесообразность сохранения обеих точек зрения на процесс. Одпако рассмотрение процесса ионного обмена как химнческой реакции (образование нар) представляется болео наглядным и удобным для количественного описания (величины констант обмена могут быть, папример, табулированы) и будет положено в основу дальнейшего изложения. [c.97]

Увеличение степени сшивки ионита (КБ-2-1) увеличивает время сорбции и существенно уменьшает елгкость ионита по ПА. Кроме того, нри использовании КБ-2-1 имеет место неполная обратимость ионообменного процесса, т. е. в системе устанавливается ложноравновесное состояние. При ионном обмене ферментов это явление может найти интересное применение. Действительно, при установлении ложного равновесия происходит блокировка сорбированной мол кулы матрицей ионита, при этом имеет место прочное связывание фермента с матрицей носителя вплоть до необратимого, т. е. происходит иммобилизация фермента. Из сказанного выше следует, что принцип ложного равновесия может быть положен в основу получения гетерогенных биокатализаторов на основе ионитов. [c.240]