Ионное равновесие в гетерогенных системах

Многие химические процессы, применяемые в промышленности, и главным образом в основном химическом синтезе, основаны на реакциях твердой фазы с газом. К таким процессам относятся, например, получение металлов восстановлением газами, обжиг сульфидных руд, получение основных полупродуктов неорганического синтеза — аммиака, серной кислоты и многих органических соединений методами гетерогенного катализа, а также очистка веществ и выращивание монокристаллов (полупроводниковая промышленность). Очень важно здесь то, что в таких гетерогенных системах концентрация дефектов зависит не только от температуры, но и от равновесия между соответствующими компонентами твердой и газовой фаз. Так, например , состав решетки NiO меняется при увеличении парциального давления кислорода, причем в результате окислительно-восстановительной реакции увеличивается количество ионов О - в решетке и одновременно образуется эквивалентное количество ионов Ni +. В соответствии с требованиями об электронейтральности системы в целом, в решетке появляются катионные вакансии [c.435]

Ионное равновесие в системе раствор - осадок. Закон действия масс применим к гетерогенной равновесной системе, состоящей из кристаллов малорастворимого электролита (соли, основания, кислоты) и его ионов в насыщенном растворе [c.275]

Значительная часть практических работ по физической химии опирается на основные положения химической термодинамики. Сюда относятся калориметрические измерения (гл. III), изучение равновесий в голЮгенных (гл. IV) и гетерогенных (гл. V— XI) системах и ряд электрохимических измерений—определение электродвижущих сил обратимых гальванических элементов, потенциометрическое определение активностей ионов, изучение ионных равновесий (гл. XIV—XVI). [c.27]

При установившемся гетерогенном ионном равновесии в раствор переходит в единицу времени столько ионов, сколько их снова возвращается в осадок (вследствие ничтожно малой растворимости считаем, что степень ионизации электролита в растворе равна 1). Константа равновесия для данной системы равна [c.275]

Обмен ионов в гетерогенных системах протекает не только в водных растворах, но и при использовании других растворителей, в которых наблюдается диссоциация электролитов. Даже при очень небольшом содержании воды в водно-спиртовых или водно-ацетоновых растворах скорость установления равновесия достаточно велика. [c.235]

Как было показано в предыдущей главе, закон действия масс можно применять для описания химических равновесий не только в гомогенных, но и в гетерогенных системах (см. раздел по ионному обмену гл. 14, раздел УА). [c.494]

Величина Ка указывает, что при 25° С в гетерогенной системе, составленной из цинка, никеля и водных растворов 2пА, Ы1А, при равновесии активность ионов 2п2+ в 8 -10 раз превышает актив- [c.130]

Особенность реакций осаждения заключается в том, что в результате реакции образуется новая фаза — твердое вещество и возникает гетерогенная двухфазная система раствор г осадок. Основные закономерности выведены для того случая, когда осадок образован малорастворимым электролитом, кристаллическая решетка которого построена из ионов. Равновесие в такой системе можно схематически представить следующим образом [c.59]

Произведение концентраций ионов в насыщенном растворе малорастворимого электролита есть величина постоянная при данной температуре. Она называется произведением растворимости, обозначается символом ПР и представляет собой константу равновесия гетерогенной системы, состоящей из твердой фазы малорастворимой соли и ее насыщенного раствора. Для сульфата бария эта величина определяется выражением [Ва +] [SO4 ] = ПРваяо, и составляет 1,1-10 при 25°С. [c.75]

В 12 и 13 были рассмотрены примеры ионных равновесий в растворах электролитов. Эти растворы представляют собой гомогенные (т. е. однородные) системы. Наряду с ними в аналитической практике приходится иметь дело с более сложными гетерогенными (неоднородными) системами. Такова, например, система, состоящая из насыщенного раствора, соприкасающегося с осадком соответствующего вещества. [c.83]

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]

Применяя основной закон химического равновесия — зако действующих масс—к гетерогенным системам, В. Г. Нернс в 1889 г. сформулировал правило произведения растворимост) (см. гл. 4, 6), которое используют при решении задач, связанны с осаждением ионов в виде малорастворимых соединений, а такж с растворением малорастворимых осадков. Осаждение ионо) и переведение их в раствор являются важнейшими операциям) как качественного, так и количественного анализа. [c.84]

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]

Одиннадцать глав книги охватывают почти все вопросы жидкостной хроматографии. Изложение начинается с описания современных ионообменников — ионообменных смол, их синтеза, свойств, стабильности и областей применения. Вопросам статики (равновесия), кинетики и динамики уделяется несколько глав, снабженных обширными библиографическими списками. Вариантам применения ионного обмена в гетерогенных системах посвящены последующие разделы книги. В них описаны неорганические и жидкие ионообменники, читатель знакомится с ионообменными бумагами, тонкослойной ионообменной хроматографией и т. п. Все эти материалы предлагаются отнюдь не в описательной форме обсуждается теория процесса, метод рассматривается с количественной точки зрения и иногда в нескольких вариантах. Последняя глава книги посвящена изучению комплексных ионов при помощи ионообменной хроматографии в колонке, на бумаге и с применением мембран. [c.5]

В гетерогенных системах труднорастворимых электролитов насыщенные растворы очень разбавлены. В таких растворах все молекулы электролита диссоциированы на ионы, которые находятся в равновесии с веществом в осадке. Например [c.54]

Рассмотрение химических равновесий в растворах не. может быть оторвано от рассмотрения фазовых равновесий В зависимости от того, происходит ли химический процесс в одной фазе или связан с равновесием двух или нескольких фаз, различают равновесия в гомогенных (однородных) системах, как, например, реакции мел ду ионами в растворах, и гетерогенных системах (неоднородных), например, равновесие в системе осадок насыщенный раствор. [c.55]

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]

Для вывода уравнения изотермы ионного обмена воспользуемся условием равновесия в гетерогенной системе типа (2. 4) [c.171]

По-видимому, гель, полученный из коллоидного золя ЗЮг, на молекулярном уровне является гетерогенной системой и представляет смесь раствора с гидратированной алюмосиликатной фазой. После завершения начальной стадии формирования геля необходимо провести процесс старения, чтобы привести в равновесие гетерогенную гелеобразную смесь с раствором. После проведения процесса достижения равновесия, или старения, отношение 3102/А120з в геле снижается до величины, необходимой для получения цео.чита V. Гидратированная фаза геля содержит относительно большие агрегаты частиц 8102, молекулярный вес которых колеблется от 100 ООО до 500 ООО, размеры — от 10 до 20 нм. Образование цеолитового ядра предполагает отделение силикатных анионов от коллоидных частиц Оа и их последующее взаимодействие с алюминатными ионами, находящимися в растворе (см. разд. И). Другим цеолитом, который лучше синтезировать из реакционных смесей на основе коллоидной 3102, является цеолит К [50]. [c.289]

Окислы большинства металлов имеют ионные решетки, что обусловливает высокую температуру плавления. При плавлении смеси двух солей температура плавления зависит от состава смеси. Рассмотрим наиболее простые типы диаграмм плавкости двойных систем. На рис. 75 представлены три простейших тйпа таких диаграмм. Диаграммы плавкости описывают равновесия в гетерогенных системах. [c.273]

Вычисления, проведенные на основании величин Ка, дают значение активности той ионной формы компонента, которая участвует в данном равновесии вычисления, основанные на использовании величин Кс, дают значение равновесной концентрации этой ионной формы, а осиоваиные на Куся — аналитической концентрации компонента во всех его формах. С помощью этих констант характеризуются все виды равновесий в гомогенных и гетерогенных системах. [c.22]

Термодинамический анализ равновесия в гетерогенных системах может быть основан на сзтгерпояиции термодинамических функций для замкнутой системы и термодинамических функций для открытых подсистем, являющихся частью замкнутой системы. В случае ионного обмена замкнутая система включает ионит и раствор, а подсистемы — раздельно ионит и раствор. Для замкнутой системы справедливо уравнение [c.81]

Исключительно большое значение имеет кинетика ионного обмена и молекулярной адсорбции на сферических зернах сорбентов в высокоэффективной жидкостной хроматографии, создание и использование которой позволило аналитическую жидкостную хроматографию приблизить по эффективности к газожидкостной хроматографии, т. е. осуществить динамический, хроматографический процесс в гетерогенных системах, когда жидкостная диффузия не вносит дополнительного размывания границ по сравнению с газовой диффузией, а скорость установления равновесия сравнима. Более того, продольное перемешивание при газожидкостной хроматографии может привести к тому, что высокоэффективная жидкостная хроматография (высокого давления) в отдельных случаях окажется более эффективной, чем газожидкостная. Несмотря на ранее проведенное рассмотрение проблемы, здесь уместно еще раз подчеркнуть, что современная высокомасштабная препаративная жидкостная и прежде всего ионообменная хроматография разви- [c.117]

Как уже отмечалось, со, времен Р. Бойля образование трудно растворимых соединений широко используется как для распознавания отдельных веществ, так и для их выделения из растворов. Т. Е. Ловиц был первым исследователем процесса кристаллизации. Он установил условия выделения трудно растворимого вещества из пересыщенного раствора и в частности роль затравки , т. е. маленького кристаллика, вокруг которого начинается кристаллизация. Н рнст в 1889 г. разработал теорию кристаллизации из раствора, находящегося в равновесии с выпадающим из него осадком, и показал, что количественное выражение константы этого процесса можно записать, формально применяя к равновесию между раствором и выпавшими из него кристаллами закон действия масс. Таким образом, теория ионных равновесий была распространена и на гетерогенные системы. Несколько позже русский химик П. П. Веймарн ввел представление об относительном пересыщении и его влиянии на скорость кристаллизации и тетановил основные правила кристаллизации из гомогенного раствора. Эти правила дают нам возможность изменять по своему" усмотрению размеры и свойства выпадающих кристаллов. Наконец, тот же Вейма рн доказал, что меняя растворитель и условия [c.11]

Обмен иопов в гетерогенных системах протекает не только в водных растворах, но и при использовании других растворителей, в которых наблюдается диссоциация электролитов. Даже прп очень небольшом содержании воды в водно-спиртовых И.1ТП водпо-ацетоповых растворах скорость установления сорбционного равновесия достаточно велика. Большие возможности открываются при применении певод-иых растворов для изменения условий обмена понов органических соединений. Во всех изученных системах относительная сорбируемость ионов органических веществ по сравнению с сорбируемостью ионов малых размеров резко ухудшается [10, 28]. [c.24]

В гетерогенных системах газ — твердое тело IF3—NaHF и IF3—NaF обнаружен лишь слабый обмен (14 и 3—20%, соответственно). Наиболее вероятно механизм обмена основан на образовании промежуточных относительно устойчивых комплексов и их последующей диссоциации [62]. Обмен фтора объясняется наличием ионных равновесий, в которых трифторид хлора в системах с фтористым водородом или с трифторидом брома является донором фтора, например [c.82]

Растворимость осадка может также изменяться в присутствии реагентов, образующих растворимые комплексные соли с одним из ионов осадка. В этом случае в системе сосуществуют два равновесия — гетерогенное равновесие растворения осадка, определяемое величиной П. р., и гомогенное равновесие комплексообразования, выражаемое последовательными константами устойчивости комплекса, ступенчато диссоциирующего на составляющие его ионы. [c.173]

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]

Необходимое условие устойчивого равновесия гетерогенной двухфазной системы ионит — раствор имеет вид (при р,Т — onst) [c.7]

В 10 и И были рассмотрены примеры ионных равновесий в растворах электролитов. Зти растворы представляют собой гомогенные (т. е. однородные) системы. Наряду с ними в аналитн-ческой практике приходится иметь дело с более сложными гетер Ц генными (неоднородными) системами. Такова, например, система, состоящая из насыще шого раствора, соприкасающегося с осадком соответствующего вещества. Отдельные части гетерогенной системы, отграниченные друг от друга поверхностями раздела, называются фазами ее. Например, осадок и насыщенный раствор представляют собой различные фазы гетерогенной системы. [c.64]

И наконец, причину поглощения ионов водорода при понижении общей кислотности до pH >4,5 следует искать в некотором увеличении степени поликонденсации ионов молибдена (Л) и вольфрама (П) в присутствии ЦП. Цри возникновении гетерогенной системы равновесие может сдвигаться в сторону более ковденсщ)Ованных форм, ХОТЯ в этой области pH можно было бы ожидать уменьшения СЛОЖНОСТИ ионов Мо (Л) и V (Л). В оятно, в этих условиях протекает реакция [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология