Кинетика ионного обмена гелевая

Исследования показали, что граничные концентрации металла-комплексообразователя, определяющие гелевую кинетику, при комплексообразовании в фазе анионитов смещены (по сравнению с ионным обменом) в область низких концентраций [108, 109]. Если в случае классического ионного обмена гелевая кинетика наблюдается при концентрации обменивающих ионов в растворе >0,1 моль/л, то при сорбции ионов металлов в результате комплексообразования — при концентрации >0,01 моль/л. [c.86]

Кинетика, контролируемая диффузией в растворе, значительно реже встречается при обмене больших органических ионов, чем гелевая кинетика. Такие случаи, однако, не исключены [c.246]

Для получения сведений о лимитирующей стадии процесса сорбции использовали так называемый метод прерывания зерна ионита в определенный момент времени удаляли нз раствора, а затем снова помещали в тот же самый раствор (рис. 1). В случае гелевой кинетики (скорость ионного обмена определяется взаимодиффузией обменивающихся нонов внутри зерна ионита) градиент концентрации внутри зерна выравнивался за то время, в течение которого ие происходил обмен с раствором. Вследствие этого скорость обмена сразу после возобновления контакта с раствором оказывалась большей, чем перед прерыванием процесса. В случае пленочной кинетики (скорость ионного обмена определяли взаимодиффузией в так называемой пленке ) градиент концентрации внутри зерна практически отсутствовал с самого начала, поэтому прерывание процесса сорбции ие влияло иа скорость обмена. [c.69]

Отметим, что Гельферих [2] на основании теоретического анализа сделал важный вывод о том, что на коэффициент взаимодиффузии сильное влияние оказывает ион, концентрация которого в ионите меньше. Это положение подтверждено экспериментально [62, 63]. Кроме того, по Гельфериху при гелевой кинетике общая концентрация ионов в зерне ионита постоянна, т. е. обмен протекает в пределах емкости его, и можно пренебречь поэтому концентрацией коионов, присутствующих в сильнокислотном катионите и сильноосновном анионите из-за доннановского распределения. [c.74]

При исследовании кинетики обмена ионов меди, находящихся у функциональных групп гелевого катионита КУ-2-12 и макропористого КУ-23, на ионы натрия из растворов сульфата натрия [205] было отмечено, что процесс полного замещения двухвалентного иона на одновалентный может быть описан уравнением (5.1) с постоянным коэффициентом диффузии до высоких степеней обмена. На рис. 23 в функциональной системе координат представлены кинетические кривые, по наклону прямолинейных участков которых рассчитаны коэффициенты взаимодиффузии. Изменения коэффициентов взаимодиффузии Си +—Na+ при обмене даны на рис. 24. Увеличе- [c.86]

Обмен ионов малых размеров на сульфосмолах протекает очень быстро с коэффициентами диффузии нри гелевой кинетике порядка 10" —10 см /сек. При обычной постановке опытов равновесие в подобных системах устанавливается в течение нескольких секунд или минут, при динамической же постановке [c.164]

Ионный обмен связан с процессом взаимодиффузии противоионов. Стадией, определяющей скорость обмена, является взаимоди4х )узия противоионов или внутри ионита ( гелевая кинетика ) или через пленку раствора вокруг зерна ионита ( пленочная кинетика ). Пленка имеет толщину порядка 10 2—10 см и не удаляется при перемешивании раствора. Для измерения коэффициентов диффузии в ионитах наиболее удобно применение радиоактивных изотопов. [c.99]

Кинетика ионного обмеца. При ионном обмене происходит перенос противоионов в фазе ионообменника и в растворе к границе раздела фаз и от нее. Переносу ионов в растворе к поверхности раздела фаз способствует перемешивание. Однако даже при самом эффективном перемешивании раствора зерно ионообменника окружено неподвижной жидкой пленкой раствора толщиной примерно 10 —10" см. Процесс ионного обмена между зернами ионообменника и хорошо перемешиваемым раствором сводится к трем последовательным стадиям диффузия обменивающихся противоионов через стационарную пленку, окружающую зерно ионообменника (пленка Нернста) диффузия их в зерне ионообменника химический обмен. Последняя стадия протекает практически мгновенно, поэтому ионный обмен рассматривают как чисто диффузионный процесс, скорость которого определяется самой медленной стадией либо диффузией в пленке (пленочная кинетика), либо диффузией в зерне (гелевая кинетика). [c.319]

Глава о кинетике ионного обмеда написана Ф. Гель-ферихом — автором известной монографии по ионному обмену (Ф. Ге льферих Иониты . Пер. с немецкого, ИЛ, 1962). Здесь приводятся основные закономерности, определяющие скорость ионного обмена диффузия непосредственно в зерне ионита (гелевая кинетика) и в пленке — слое жидкости, окружающем ионит (пленочная кинетика). Особое внимание уделено освещению кинетики ионного обмена, осложненной нейтрализацией, комплек-сообразованием и другими побочными реакциями. Следует отметить удачное наглядное изображение механизма процессов, протекающих при различных вариантах ионного обмена. [c.6]

Тассмотрим механизм ионного обмена с точки зрения кинетики. При обмене между двумя фазами происходит перенос противоионов в обеих фазах к поверхности раздела и от нее. Этому переносу ионов в растворе способствует его перемешивание. Однако даже при самом эффективном перемешивании зерно ионообменника остается всегда окруженным неподвижной пленкой раствора (пленка Нернста). Толщина пленки примерно 10 — 10 см. Процесс обмена, происходящий между зернами ионообменника и хорошо перемешиваемым раствором, сводится к трем последовательным стадиям I — диффузия обменивающихся противоионов через стационарную пленку, окружающую зерно ионообменника П — диффузия их в зерне ионообменника П — химический обмен. Собственно обмен — стадия П1 — протекает практически мгновенно, поэтому ионный обмен рассматривают как чисто диффузионный процесс, скорость которого определяется самой медленной стадией либо диффузией в пленке — пленочная кинетика , либо диффузией в зерне — гелевая кинетика . Все факторы, которые увеличивают диффузионный поток в пленке и уменьшают поток в зерне, способствуют гелевой кинетике пленочной кинетике благоприятствуют факторы, увеличивающие диффузионный поток в зерне и уменьшающие его в пленке. Например, диффузия Б пленке может быть скоростьопределяющей стадией в системах с более высокой концентрацией фиксированных ионов, с меньшим числом поперечных связей в матрице ионообменника, с меньшим размером зерен, с меньшей концентрацией раствора (<0,01 М), при более слабом перемешивании раствора. При [c.36]

Теория кинетики обмена для лимитирующей фазы раствора разработана в рамках пленочной гипотезы. Необходимо поэтому помнить о качественном характере получаемых закономерностей (см. 5). Как и в случае гелевой кинетики, здесь следует различать обмен ионов с различной подвижностью и изотопный обмен (или обмен ионов с одинаковыми коэффициентами диффузии). Первый случай более интересен, так как коэффициент диффузии больших органических ионов может значительно отличаться (в меньшую сторону) от коэффициентов диффузии ионов минеральных солей. Особенно большое отличие должно наблюдаться при обмене органических катионов с ионом водорода и органических анионов с ионом гидроксила, так как Н и ОН" обладают аномально высокими подвижностями в водных растворах. Так же как и при диффузии в ионите, тот факт, что диффундирующие частицы переносят заряд, приводит к необходимости использовать вместо 1-го закона Фика уравнение потока в виде (3. 21) или (3. 22). Этот подход впервые разработан в работе Шлёгля и Гельфериха [ ], а позднее при более общем рассмотрении Н. В. Бычковым с соавт. [ ]. Поскольку пленочная кинетика имеет место в разбавленных растворах электролита, можно без большой ошибки пренебречь зависимостью коэффициентов активности от концентрации. Тогда диффузионные потоки обменивающихся ионов, связанные условием (3. 19), запишутся в виде [c.246]