Разделение ионита и кристаллов вещества

При действии легких ядерных частиц и фотонов на ионные кристаллы наблюдаемые изменения обусловливаются уменьшением заряда или нейтрализацией аниона и захватом выбитых электронов катионами. Возникшие незаряженные образования оказываются разделенными толщей вещества и могут сохраняться в кристаллах в течение длительного времени. Смещение структурных элементов решетки кристалла проявляется при этом лишь в малой степени. При действии на ионные кристаллы тяжелых заряженных частиц возможно появление, наряду с незаряженными образованиями, различных дефектов решетки [8]. [c.352]

Ионные соединения обычно весьма твердые, но хрупкие. Твердость ионных веществ обусловлена невозможностью образования кратных связей вследствие разделения ионов в пространстве и отсутствия теплового движения ионов. Хрупкость объясняется природой ионной связи даже при относительно небольшом сдвиге ионов возникают контакты анион — анион и катион — катион и вместо сил притяжения появляются силы отталкивания. Вследствие этого кристалл раскалывается, как это часто наблюдается у многих минералов. [c.53]

До сих пор мы не рассматривали эффекты, возникающие в результате разделения зарядов в молекулах какого-либо вещества. В предельном случае при этом образуются ионные твердые вещества. Обычно эти вещества можно рассматривать как ряды положительных и отрицательных ионов, упакованных так, что каждый положительный ион окружен только отрицательными соседними ионами, а каждый отрицательный ион— только положительными ионами. На рис. 5-10 (стр. 122) показано такое расположение ионов в кристалле хлористого натрия. Почему образуются такие кристаллы и каковы их свойства Попытаемся ответить на эти вопросы. [c.465]

Между ионом, находящимся в окружении ближайших к нему молекул растворителя, и остальной массой растворителя имеется вполне реальная граница. Это обстоятельство в какой-то мере стихийно использовалось авторами рассмотренных выше методов количественного разделения теплот сольватации веществ на ионные составляющие с предположением о несоответствии реальных радиусов ионов в растворе их радиусам в кристалле. Принято [c.92]

Для ионных кристаллов и металлов От—величина очень маленькая в случае металлов она составляет 10 —см -с 1, а в случае ионных кристаллов — еще меньше. Но для веществ с молекулярной кристаллической решеткой коэффициент диффузии может достигать 10- —10- см -с- . В этом случае при сй=10- см и к= /3 значение =10- —10- с- . Известно, что с повышением числа дефектов кристаллической решетки коэффициент диффузии возрастает. Поскольку в колонне и кристаллизаторе кристаллы подвергаются деформации, можно сделать вывод, что противоточная кристаллизация может быть не менее эффективной, чем ректификация для разделения смесей веществ, имеющих молекулярную кристаллическую решетку, и для удаления примесей, кристаллизующихся по границам зерен в поликристаллах основного вещества. [c.5]

Энергия кристаллической решетки. Важной энергетической характеристикой кристаллов является энергия кристаллической решетки. 7о. измеряемая работой, которую необходимо совершить для разделения кристалла на ионы и удаления их па бесконечно большое расстояние друг от друга. Эту величину обычно относят к молю вещества. [c.152]

Говоря об условиях теоретически полного разделения зон, следует исходить из предположения, что выпадающий осадок имеет точно стехиометрический состав, отвечающий его формуле, и что он не содержит других ионов, присутствующих в растворе. -Практически выпадение абсолютно чистого осадка редкое явление. Известно, что образующийся осадок может содержать другие ионы вследствие различного рода соосаждения. Процесс соосаждения может идти в результате сорбции посторонних, находящихся в растворе ионов на поверхности частиц выпадающего осадка, окклюзии, т. е. сорбции посторонних ионов из раствора во время роста кристаллов осадка, образования химических соединений присутствующих ионов раствора с основным веществом осадка, изоморфное соосаждение и т. д. [c.170]

Примеров, относящихся к неорганическим веществам. Хотя разделение соединений на органические и неорганические для химика имеет большое практическое значение, оно является до некоторой степени произвольным и в случае кристаллов не играет большой роли. Критерием, используемым при выборе теоретического приближения, наиболее пригодного для интерпретации спектров кристаллов, является не наличие или отсутствие атомов углерода, а величина отношения сил взаимодействия молекул в кристалле к силам взаимодействия атомов в изолированной молекуле. Большинство органических кристаллов являются молекулярными кристаллами, т. е. они имеют довольно низкие энергии решетки по сравнению с энергиями связей атомов, и можно считать, что они содержат почти те же самые частицы (молекулы), что и газовая фаза того же вещества. Многие неорганические вещества также могут быть названы молекулярными кристаллами. Действительно, даже многоатомные ионы в солях ведут себя подобно молекулам в кристаллах. Поэтому теория, пригодная для объяснения спектра кристаллического ацетилена, имеет больше общего с теорией, применяемой для интерпретации спектра нитрата аммония, чем с теорией, позволяющей интерпретировать спектр углерода. [c.574]

Кроме дисперсионных, ориентационных и донорно-акцепторных связей возможны и другие взаимодействия между молекулами неподвижной фазы и анализируемого вещества, также влияющие на коэффициенты активности. Если, например, в неподвижную фазу добавить в диспергированном виде такие вещества, как мочевину, тиомочевину, циклодекстрин, 3-о-тимотид, способные образовывать соединения включения с соответствующими молекулами, то появляется возможность селективного разделения за счет того, что молекулы- гости определенных анализируемых веществ более длительное время пребывают в кристалле- хозяине , чем другие молекулы с менее подходящими размерами [13]. В качестве неподвижных фаз применяют также координационно-ненасыщенные соединения [14], селективно удерживающие в качестве лигандов подходящие полярные вещества (ион-дипольные взаимодействия). Разумеется, образованные комплексы должны быть нестабильными при рабочей температуре, иначе анализируемые вещества не выйдут из разделительной колонки. Необратимую адсорбцию определенных веществ также применяют, но уже для упрощения сложных смесей. [c.75]

Наряду с сеточной моделью Захариазена часто используется другая, кристаллитная модель строения стекол. Она предполагает, что некоторые группировки атомов объединены в более упорядоченные состояния, чем обычная сетка. Эти области подобны слабо разупорядоченным кристаллам, разделенным зонами с меньшим порядком. Механизм ионного транспорта в рамках этой модели предполагается в значительной мере аналогичным механизму транспорта в кристаллах, поэтому часто говорят просто о вакансионном, или междуузельном, механизме переноса вещества в стеклах. Впрочем, сеточную и кристаллитную модели не следует рассматривать как взаимоисключающие. Скорее всего, они являются предельными приближениями, предполагающими различные степени упорядочения если по сеточной модели упорядочение ограничено расстояниями 0,5—0,6 нм, то по кристаллитной—1,0—1,2 нм. [c.57]

Межатомные расстояния в случае полярных и тем более ионных веществ более точно передаются размерами ионных радиусов. Под ионным радиусом в кристаллохимии обычно понимается размер атома, полностью потерявшего или присоединившего валентные электроны. Поскольку, строго говоря, чисто ионных связей не существует, о чем подробнее пойдет речь в главе 3, то уже по этой причине понятие ионного радиуса условно. Но даже если мы абстрагируемся от этой стороны дела, то все равно мы должны принять какие-то допущения, чтобы вычислить ионный радиус элемента, поскольку эксперимент всегда дает нам длину связи и не дает прямых указаний, каким образом межатомное расстояние надо делить на парциальные доли. Правда,, в последние годы, благодаря успехам рентгеноструктурного анализа, удается строить карты электронной плотности кристаллов и на них находить области минимальной электронной концентрации ( границы ионов ), однако все равно обоснование способов разделения кристаллического пространства на области катионов и анионов является одной из важнейших задач теоретической кристаллохимии. Первые ионные радиусы были определены Ланде (1920 г.) чисто геометрическим методом. Если взять ряд солей, например халькогенидов магния и марганца, то расстояния М—О в нзо-структурных кристаллах будут соответственно составлять 2,10 и 2,22 А (см. табл. 46] у сульфидов Mg и Мп-2,60 и 2,61 А у селенидов-2,72 и 2,72 А. Таким образом, по мере увеличения размера аниона различие в расстояниях катион-анион уменьшается и пропадает вовсе, что может быть только в случае построения соответствующих кристаллов из плотнейшей упаковки анионов с расположением катионов внутри октаэдрических пустот. Как только размер катиона перестает влиять на межатомное расстояние, значит катион провалился в межатомную пустоту, анионы соприкоснулись друг с другом, и радиус аниона будет равняться длине связи, умноженной на /2/2. Таким методом Ланде удалось определить следующие (средние значения ионных радиусов 1,31 А, СГ 1,78 А, Вг- 1,96 А. I- 2,13 А, 1,31 А, 8"- 1,84 А, 8е 1,92 А, Те 2,26 А. [c.122]

Большая часть химических реакций протекает в гомогенных условиях, обычно в жидкой фазе. Тем не менее нельзя пренебрегать физическими и химическими процессами, осуществляющимися на поверхности. К таким процессам относятся созревание осадков, адсорбционные явления, ионный обмен и хроматографические методы разделения, а также капельные пробы на фильтровальной бумаге. Быстрый рост кристаллов в процессе осаждения может привести к возникновению большого числа дефектов кристаллической решетки это облегчает захват тех примесей, которые не могли бы поместиться в нормальной кристаллической структуре. Выпадение объемистого осадка с большим отношением поверхности к объему также часто создает условия для захвата других веществ. В обоих случаях осадки со временем приобретают более упорядоченные структуры, что часто приводит к заметной их очистке. [c.153]

Нам удалось наблюдать при наложении электрического тока на раствор или кристаллы ряда органических веществ, помещенных на фильтровальную бумагу, увлажненную раствором хлорида натрия, некоторые новые явления, которые нельзя отнести к области чистой хроматографии скорее они относятся к области электромиграции. Стрейн и Мэрфи [2] указывают, что процесс разделения смесей, обусловленный неодинаковой миграцией ионов в пористой среде, например в бумаге, в настоящее время разные авторы называют по-разному. Наиболее общим является, однако, термин электромиграция. [c.90]

Причина, вызывающая распад на ионы, заключается во взаимодействии молекул с кристаллами или молекулами растворяемых веществ. Молекула воды поляризована центры тяжести положительных и отрицательных зарядов в ней не совпадают. Благодаря этому молекулы воды (диполи) притягиваются к положительным и отрицательным зарядам, которые входят в состав кристаллов или молекул. Энергия взаимодействия диполей воды и молекул электролитов (кислот, солей или оснований) настолько велика, что ее оказывается достаточно для разделения зарядов. Следует иметь в. виду, что в кристаллах электролитов находятся не нейтральные атомы, а именно ионы. Так, кристалл хлористого натрия состоит из положительно заряженных ионов натрия и отрицательно заряженных ионов хлора. Диполи воды взаимодействуют с ионами натрия и хлора и отрывают их друг от друга. [c.314]

Проблема дефектной структуры окислов столь обширна и столь существенна, что ей следовало бы посвятить отдельную монографию, даже если исключить из рассмотрения силикаты, германаты, стекла и ряд, других специфических систем. Не претендуя на полноту изложения, ограничимся несколькими избранными примерами, далеко не охватывающими хотя бы тот класс окислов, который можно отнести к ионным кристалла. С самого начала мы должны различать стехиометрические и не-стехиометрические окислы. Такие вещества, как окислы щелочных земель АЬОз и ТЬОг, имеют состав, весьма близкий к сте-хиометрическому, и по характеру дефектности близки к галоге-нидам. Однако эти высокотемпературные материалы экспериментально изучаются с трудом и как модельные вещества уступают легкоплавким галидам. Окислы переходных металлов, редких земель и актиноидов обычно нестехиометричны. Это обусловлено малым разделением электронных уровней в незаполненных й- и f-oбoлoчкax атомов этих металлов, что позволяет легко переходить от одного зарядового состояния к другому без заметных затрат энергии. Так, например, в РеО при сте-хиометрическом избытке кислорода некоторые из ионов Ре легко замещаются ионами Р + с соответствующей перестройкой ионной и электронной структуры. Таким образом, отклонение от стехиометрии вызывает появление алиовалентных ионов — квазипримесей и дефектность структуры, казалось бы, должна рассматриваться в рамках привычной модели реального кристалла, т. е. по Френкелю или по Шоттки. [c.120]

Относительная роль специфических взаимодействий ароматических углеводородов с таким сильно специфическим ионным адсорбентом второго типа, как BaS04, видна из рис. 3.15. Однако благодаря высокой плотности ионных кристаллов роль неспецифических взаимодействий остается очень большой. Вместе с тем относительная роль специфических взаимодействий при адсорбции на молекулярных кристаллах и нанесенных на неорганические адсорбенты-носители монослоях органических веществ, содержащих функциональные группы, может быть весьма высокой, поскольку вклад энергии неспецифического межмолекулярного взаимодействия в этом случае мал. Так, специфическое межмолекулярное взаимодействие разделяемых веществ с нанесенным на поверхность ГТС фталоцианином велико. Оно особенно велико при нанесении фталоцианинов металлов и натриевых солей сульфокислот фталоцианинов, что используется при тонких разделениях [14, 147, 148, 153]. Из работы [147], однако, видно, что специфичность межмолекулярного взаимодействия с чистым фталоцианином зависит от расположения соответствующей функциональной группы в адсорбирующейся молекуле. Так, кислород эфира, расположенный посредине углеродной цени между метиленовыми группами большего радиуса и не контактирующий непосредственно с фталоцианином, не вносит большого вклада в величину AUi. Возможность образования водородной связи или комплекса с переносом заряда сильно увеличивает специфичность взаимодействия. [c.79]

Наличие ионов в растворе объясняется двумя причинами. Во-первых, ионы могут существовать уже в нерастворенном твердом веществе. Когда мы растворяем обычную поваренную соль Na l в воде, ионы, которые уже существовали в кристалле, распределяются (диспергируют) в растворителе. При этом происходит отделение друг от друга ионов натрия и хлора, связанных между собой в кристаллической решетке, и необходимая для их разделения энергия обеспечивается за счет вьщеляющейся энергии сольватации или гидратации этих ионов водой. Следовательно, раствор Na l представляет собой дисперсию уже существовавших ионов. [c.264]

Значение такого взаимодействия растворителя с растворяемым веществом в процессе растворения мол<но показать на примере растворения хлористого натрия в воде. В кристаллической решетке хлористого натрия положительные ионы натрия и отрицательные ионы хлора испытывают сильное взаимное притяжение. Энергия, необходимая для их разделения, настолько велика, что такие неполярные растворители, как бензол и четыреххлористый углерод, не растворяют хлористый натрий. Однако растворитель, подобный воде, которая обладает высокой диэлектрической постоянной и большим дипольным моментом, сильно притягивается как к ионам натрия, так и к ионам ллора в результате происходит сольватация ионов, которая сопровождается значительным уменьшением энергии системы. Если энергия, требуемая для отрыва ионов от кристалла, приблизительно равна энергии сольватации, как в случае растворения Na l в воде, то значение АН для суммарного процесса близко к нулю. При растворении Na l в воде при 25° С наблюдается лишь небольшое охлаждение величина q положительна. Прн растворении Na2S04 в воде при 25° С выделяется теплота, потому что энергия гидратации ионов больше, чем энергия, необходимая для отрыва ионов от кристалла. [c.36]

Изучение разделения осадков в первичных осадочных хроматограммах при помощи радиоактивных индикаторов показало неполное разделение зон даже при условии большого различия в растворимостях все верхние зоны содержат следы ионов, образующих нижние зоны. Практически только пижняя зона не содержит примесей других ионов. Присутствие примеси в верхних зонах ионов или осадков более растворимых веществ объясняется наличием в порах носителя хроматографируемого раствора и всякого рода соосаждениями. Наибольшее значение имеет сорбция ионов раствора носителем и поверхностью выпадающих кристаллов. [c.392]

При производстве суспензионных полистиролов и сополимеров стирола ПС-С, ПСВ, УПС, МСП, СН и других в качестве стабилизатора суспензии применяют фосфаты кальция. Образующиеся мутные сточные воды со стирольным запахом в виде смеси маточного раствора и промывных вод загрязнены органическими и минеральными веществами (табл. 1.9), имеют кислую реакцию (pH 2,2—6) и оптическую плотность до 3,0. Содержащиеся в стоках ионы Са-"" и РО при нейтрализации щелочью образуют нерастворимые и труднорастворимые фосфаты кальция и гидроокись кальция, выпадающие в осадок. При pH > 11 имеет место практически полное удаление из сточной воды фосфора и соответствующего ему количества ионов кальция (рис. 1.24) в виде медленно осаждающихся мелких кристаллов нерастворимых фосфатов. С целью увеличения скорости осаждения используют добавки флокулянта — полиакриламида в количестве 5— 20 мг/л (рис. 1.25). Исходные сточные воды после усреднения направляют в коагулятор —емкость с мешалкой, куда вводят 10%-ный раствор ЫаОН. Расход ЫаОН (100 %-ного), обеспечивающий pH 11 — 12, составляет примерно 0,6—2,6 кг/м . После коагуляции сточную воду смешивают с 0,1 %-ным раствором полиакриламида и переводят в отстойник. Образующийся после отстаивания в течение 0,5—1 ч осадок с влажностью 97,5—99,2 % и зольностью 60— 65 % составляет 10—25 % от объема очищаемых сточных вод. Из отстойника осадок направляют на обезвоживание в центрифугу типа НОГШ или ОГШ. При факторе разделения 1000—2000 влажность осадка, выгружаемого шнеком, снижается до 85—92 %, а объем осадка —до 1,5—3 % от объема исходного стока. Осадок после центрифуги нейтрализуют кислотой и направляют в отвал, а фугат, составляющий 7—23,0 % от объема исходного стока, собирается в сборнике и подвергается повторной обработке флоку-лянтом и осветлению в отстойнике. Осветленную сточную воду после отстойника нейтрализуют 10 %-ным раствором серной кислоты в нейтрализаторе до рП 6,5—8,5 и сбрасывают на биоло- [c.74]

Для анализа указанных веществ привлекли спектрофотометрию, эмиссионную фотометрию пламени, атомно-абсорбционную спектрофотометрию, эмиссионный спектральный анализ, нейтронно-активационный анализ, искровую масс-спектрометрию, ршверсионную вольт-амперометрию, потенциометрию, титриметрию, а также методы предварительного концентрирования (разделения) примесей при помощи экстракции, направленной кристаллизации, сорбции, соосаждения, ионного обмена, дистилляции и электрохимического восстановления. Данные об относительных содержаниях примесей в исследованных образцах сырья и монокристаллов представлены на рис. 1, 2. В последнем случае данные относятся к средним частям кристаллов большого размера, в которых макроскопическое распределение примесей было [c.13]

Несмотря на кажущуюся простоту метода противоточной кристаллизации из расплава, осуществляемый в кристаллизационной колонне, процесс разделения имеет довольно сложную природу. Во-первых, помимо эффекта кристаллизации, имеющего место при образовании твердой фазы в кристаллизаторе колонны, в общий эффект разделения будет входить и эффект отмывки кристаллов от захваченной жидкости двигающимся в противоток расплавом. Во-вторых, размер кристаллов твердой фазы, движущейся по колонне, может изменяться, например, за счет рекристаллизации. Следовательно, эффект хотя бы частичной перекристаллизации в колонне также имеет место, подобно тому как в ректификационной колонне происходит частичная конденсация пара и испарение жидкости непосредственно в ректифицирующей части. И, в-третьих, сравнение результатов очистки веществ с молекулярной и ионной кристаллистическими рещетками указывает на наличие диффузионного характера межфазового массообмена в кристаллизационной колонне. Так, в случае веществ с молекулярной кристаллической решеткой достигается более высокий эффект очистки, что нетрудно объяснить большей скоростью диффузии примеси в таких веществах. [c.101]

Описываемый метод был тщательно проверен в работах В. Г. Хлопина [225], в которых были изучены условия и границы его применимости. В частности, В. Г. Хлопиным [226] изучалось влияние примесей посторонних ионов и поверхностно-активных веществ. На основании уже раньше упоминавшихся фундаментальных исследований В. Г, Хлопина [91, 92] по изоморфизму и совместной кристаллизации была подтверждена возможность значительного расширения этого метода путем применения радиоактивных изотопов таких элементов, соли которых изоморфны или образуют смешанные кристаллы с исследуемой солью. Например, благодаря изоморфизму BaS04 или SrSO с PbSOi можно было измерять их поверхности с помощью радиоактивных изотопов свинца ТЬВ или RaD. В этом случае коэффициент разделения равен отношению растворимостей обеих изоморфных солей, и выражение (80) должно быть дополнено соответствующим множителем, как это следует из закона распределения В. Г. Хлопина. [c.277]

Следует отметить, что сюда относится большая группа веществ, которые можно описать как состоящие из центрального иона с восемнадцатиэлектронной оболочкой, к которому присоединены два отрицательных иона или две группы с октетами. Такой способ рассмотрения удобен однако отсюда не следует, что в этих веществах связь обязательно ионная. Ионная связь могла бы легко охарактеризовать молекулы этого типа в газовой фазе, но во многих случаях такая структура была обнаружена в кристаллах, и, во всяком случае, Hgl2 определенно должна содержать в основном ковалентную связь. Было показано [22], что при комбинировании 8-волновой функции с одной из р-волновых функций можно получить две противоположно направленные собственные функции связи. Они не настолько сконцентрированы в одном направлении, как тетраэдрические 5/ -функции, но если на валентных оболочках имеется только две пары электронов, то они могут образоваться, так как их образование связано с меньшим возбуждением при разделении парных электронов центрального атома. Меньшего возбуждения следует ожидать по той причине, что 5-волновая функция с низкой энергией содержит меньше р-состояний с более [c.336]

Значение такого сродства растворителя к растворяемому веществу для процесса растворения можно показать на примере растворения хлористого-натрия в воде. В кристаллической решетке хлористого натрия положительные ионы натрия и отрицательные ионы хлора испытывают сильное-взаимное притяжение. Энергия, необходимая для их разделения, настолько велика, что такие неполярные растворители, как бензол и четыреххлористый углерод, не растворяют хлористый натрий. Однако растворитель, подобный воде, обладающий высокой диэлектрической постоянной и большим дипольным моментом, испытывает сильное притяжение как к ионам натрия, так и к ионам хлора. В результате происходит сольвата.ция ионов с выделением большого количества тепла. Если, как в случае хлористого натрия, теплота, поглощенная при разрушении кристаллической решетки, приблизительно равна теплоте, выделенной при сольватации, то суммарный тепловой эффект растворения приблизительно равен нулю (небольшое нагревание или охлаждение). Для большинства кристаллических веществ при сольватации выделяется меньше тепла, чем поглощается в процессе растворения, и поэтому растворение происходит с поглощением тепла. У немногих солей типа безводного сульфата натрия энергия сольватации больше энергии разрушения кристалла, и поэтому тепло выделяется. [c.83]