Ионный обмен в динамических условия

В рассмотренных опытах А. Т. Давыдова и Ю. А. Толмачевой [65 ] изучался обмен ионов водорода в сульфоугле на ионы калия. Полученные ими результаты свидетельствуют, что теория, развитая О. М. Тодесом и В. В. Рачинским [59—61 для случая параллельного переноса фронта сорбции, достаточно хорошо объясняет наблюдаемые на опыте закономерности обмена одновалентных ионов в динамических условиях. [c.107]

XI. 3. ОБМЕН ИОНОВ В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ И ИОНООБМЕННАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ [c.684]

В хроматографии ионный обмен происходит в динамических условиях, т. е. при непрерывном перемещении жидкой фазы — раствора относительно твердой фазы — ионита. Таким образом, величина сорбции в динамических условиях зависит не только от статики этого процесса, но и от его кинетики, следовательно, задачей динамики ионного обмена является изучение процесса перемещения обменивающихся ионов вдоль слоя ионита. Эта задача решается на основе уравнения баланса, выведенного В. В. Рачинским (15]. [c.106]

Обменная емкость ионитов. К числу важнейших свойств ионитов относится их обменная емкость. Полная обменная емкость данного ионита является величиной постоянной и определяется, в первую очередь, числом фиксированных ионов в каркасе ионита. Поэтому в идеальных условиях полная обменная емкость Е[е зависит от состояния ионита и природы противоиона, а лишь от природы самого ионита. Б реальных условиях, однако, она зависит от ряда факторов, в частности от pH раствора. Это усложняет однозначное определение понятия обменной емкости. Кроме того, обменная емкость, определяемая в статических условиях, отличается от величины, полученной в динамических условиях. Поэтому при определении обменной емкости необходимо указывать условия, при которых она определена. [c.117]

По разности титров исходного раствора и фильтратов определяют количество ионов меди (в мг-экв), поглощенных ионитом из каждой порции пропущенного раствора, включая и те порции, в которых отсутствуют ионы меди. Эту сумму делят на массу катионита в пересчете на абсолютно сухое вещество. Таким образом определяют количество ионов меди, поглощенных одним граммом катионита, т. е. полную обменную емкость катионита в динамических условиях. По данным опыта строят выходную хроматограмму, откладывая по оси абсцисс объем фильтрата в миллилитрах, а по оси ординат — количество ионов меди в фильтратах, в миллиграмм-эквивалентах. [c.158]

Благодаря эквивалентности ионного обмена катионный обмен в динамических условиях может применяться для определения общей солевой концентрации. Количество ионов водорода в фильтрате после колонки эквивалентно общему количеству ионов металла, внесенных в колонку, если в анализируемом растворе не было свободных кислот. [c.322]

В работах М. С. Цвета имеются указания на принципиальную возможность разделения гомогенной смеси веществ в динамических условиях как в результате различия в адсорбируемости компонентов смеси, так и в результате иных явлений. IВ дальнейшем различными авторами были разработаны варианты хроматографического анализа, в которых используется не только адсорбция, но и ионный обмен, и распределение компонентов смеси между несмешивающимися жидкими "фазами, и явления последовательного образования осадков, последовательного образования комплексных соединений и др. [c.7]

Выбор метода определения обменной емкости в статических или в динамических условиях зависит от природы ионита, условий опыта (pH, состав раствора и др.). Наиболее полную качественную характеристику ионогенных групп, присутствующих в ионите, дает метод потенциометрического титрования в статических условиях определения обменной емкости [44]. Для сильнокислотных и сильноосновных ионитов рабочая емкость практически всегда совпадает с полной обменной емкостью, равной количеству функциональных групп в единице массы или объема смолы. Величина же рабочей емкости слабокислотных или слабоосновных ионитов в очень.значительной степени определяется концентрацией ионов водорода и других ионов (противоионов) в растворз[37]. [c.75]

ИОННЫЙ ОБМЕН В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ [c.102]

Ионный обмен в динамических условиях находит широкое применение для умягчения и деминерализации воды в колоночном варианте. Процесс ионообменной деминерализации осуществляется в две стадии [c.111]

Своеобразие динамических условий осаждения компонентов смеси накладывает отпечаток на характер процесса образования осадочных хроматограмм, В практике часто используется следующий вариант ионообменно-осадочной хроматографии [154]. Через носитель, являющийся ионообменником (R) и насыщенный противоионом (например, катионами Ag+), пропускается раствор электролита (например, водный раствор КС1). Первая стадия сложного процесса — ионный обмен [c.202]

Схематично механизм ионного обмена заключается в том, что сначала происходит диффузия иона N к частице Р ,М, затем диффузия вглубь ионита к его активным центрам, обмен с ионом М , диффузия вытесненного иона к поверхности частицы ионообменника и, наконец, его диффузия в раствор. При перемешивании раствора или в динамических условиях работы хроматографической колонки перемещение ионов к поверхности и от поверхности частицы ионита происходит быстро и эти стадии существенно не влияют на скорость установления равновесия (95). Однако диффузия ионов в самой частице ионообменного сорбента происходит медленно и практически не зависит от перемешивания раствора. Поэтому равновесие (95) устанавливается -не мгновенно, а в течение нескольких минут или даже часов, в зависимости от размеров обменивающихся ионов и плотности частицы ионообменника. На используемых в анализе ионообменниках равновесие ионного обмена обычно устанавливается в течение 5—10 мин при обмене мономерных простых и комплексных ионов неорганических или низкомолекулярных органических соединений. [c.147]

Обмен ионов проводят, как правило, в динамических условиях, которые обеспечивают более полное протекание процесса замещения, чем статические условия. Для этой цели используют колонки, заполненные зерненым ионитом. Через колонку фильтруют раствор до проскока поглощаемых ионов или до полного насыщения слоя ионита ими. Поглощенные ионы затем могут быть вымыты — элюированы — из колонки подходящим вытеснителем— элюентом. Рассмотрим простейший случай работы ионообменной колонки через слой ионита, насыщенного противоионами А+, фильтруется раствор, содержащий ионы В+ такого же заряда. При прохождении первых порций раствора в верхнем слое происходит обмен ионов А+ на ионы В+ и обедненный ионами В+ раствор движется вниз в это же время свежие порции раствора поступают в верхнюю часть колонки. Оставшиеся в протекающем растворе ионы В+ поглощаются следующим слоем, и вытекающий раствор содержит только ионы А+ в концентрации, равной исходной концентрации фильтруемого раствора, благодаря эквивалентности обмена. [c.684]

В промышленности ионный обмен протекает обычно в динамических условиях, когда раствор или сорбент либо тот и другой находятся в движении. Процесс может быть периодическим, полунепрерывным или непрерывным. При стационарном режиме его скорость в данной точке системы является функцией координат и не зависит от времени. При нестационарном режиме она зависит и от координат, и от времени. [c.308]

При обмене с участием органических ионов в большинстве случаев и на большинстве ионитов процессом, определяющим суммарную скорость поглощения, является внутренняя диффузия. Поглощение ионов из растворов ионитами можно осуществлять при перемешивании последних с раствором (статический метод) или при пропускании раствора с определенной скоростью через слой ионита (динамический метод). Ионный обмен в динамических условиях подчиняется общим закономерностям динамики сорбции. Условия ионного обмена выделяемых ионов обычно выбирают такими, чтобы процесс динамической сорбции проходил с образованием стационарного фронта сорбции, т.е. тогда, когда справедливо уравнение динамики сорбции Шилова [c.197]

Полная обменная способность ионита (другими словами, его емкость поглощения) определяется общим количеством активных групп в ионите, если только стерические факторы не препятствуют свободному проникновению ионов внутрь зерен к местам сорбции. Эффективность использования емкости поглощения ионита максимальна только при проведении процесса ионного обмена в динамических условиях, когда раствор фильтруется через колонку, для которой отношение высоты к диаметру достаточно велико. В статических условиях, т. е. при контактировании смолы с ограниченным объемом раствора, эффективность использования [c.7]

Динамическая обменная емкость (ДОЕ) является характеристикой емкости ионитов при сорбции в динамических условиях (сорбция при фильтрации раствора через слой сорбента). ДОЕ характеризует обменную емкость ИС до начала проскока в фильтрат сорбируемых ионитом ионов (в фиксированных условиях проведения эксперимента) по количеству ИС в слое сорбента, его геометрическим размерам, скорости фильтрации, концентрации сорбируемых ионов в исходном растворе и по концентрации в фильтрате, принимаемой за начало проскока. [c.133]

Влияние отмывки на ионообменные свойства смолы КУ-2 видно из сравнения обменной емкости последней каждого этапа отмывки. Емкость определялась в динамических условиях по обмену водородных нонов на ион магния из 0,01 н. раствора. [c.143]

Ионный обмен в аналитических целях проводят обычно в динамических условиях. В нижнюю часть ионообменной колонки помещают стеклянную вату или впаивают пористую стеклянную пластинку для задержания мелких частиц ионита. Для заполнения колонки отбирают отсеивание.м часг ицы подходящего для задач исследования ионита размером 0,1—О,. лш. Более мелкие частицы затрудняют прохождение растворов через колонку, а более крупные снижают емкость колонки. [c.532]

Емкость в статических условиях характеризуется обменной емкостью ( (,) ионита. Емкость в динамических условиях характеризуют двумя показателями емкостью сорбента до появления первой порции данного иона в фильтрате—динамическая емкость до проскока (Ер) и емкостью сорбента до полного прекращения извлечения данного иона из раствора (Ер). Характеристики поглотительной способности в динамических условиях дают представление относительно числа ионных групп сорбента, принимающих участие в реакции ионного обмена в конкретных условиях сорбции. [c.24]

ИССЛЕДОВАНИЕ ОБМЕННОЙ СОРБЦИИ ГАЛОГЕНИД-ИОНОВ В СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ [c.170]

Современная теория обмена ионов на ионитах получила широкое экспериментальное подтверждение, в основном на примере обмена катионов. Имеющиеся экспериментальные данные показывают, что обмен анионов подчиняется, по-видимому, тем же закономерностям [1—7], однако в этом направлении необходимы дальнейшие исследования как теоретического, так и прикладного характера. С этой целью мы предприняли исследование обмена сульфат-ионов на галогенид-ионы в статических и динамических условиях [5]. Была изучена также кинетика обмена этих ионов [8]. Исследования проводили на анионите Н-0. [c.170]

Давыдов А. Т., Толмачева Ю. А., Исследование обменной сорбции галогенид-ионов в статических п динамических условиях. Тезисы докладов совещания по хроматографии. Изд. АН СССР, 1958, стр. 58, [c.220]

Рабочая емкость ионитов, т. е. количество мг-экв л ионов, извлекаемых из потока раствора до проскока (в динамических условиях), составляет примерно 25% от их полной обменной емкости. [c.300]

Рабочая обменная емкость (Ер) определяется до проскока насыщающего иона в динамических условиях. Определяя обменную емкость в мг-экв/г по сильнодиссоции-рующим группам и зная полную обменную емкость данного ионита по щелочи или кислоте, можно по разности определить обменную емкость по другим группам. [c.154]

Условно принимаем величину полной обменной способности данного ионита, т. е. величину, соответствующую моменту установления равновесия ионообменной реакции в динамических условиях, как величину лосто янную. Подобное допущение не является строгим, но оправдывается тем, что на величину полной обменной способности данного ионита влияет лишь концентрация извлекаемых из воды ионов. При тех концентрациях ионов, которые обычно имеют место в пресных водах (до 1 ООО—1 200 мг1л), колебания величины полной обменной способности для данного ионита невелики. [c.34]

Константу ионного обмена можно определить из данных о равновесном распределении иоиов в статических условиях (равновесн(5С состояние при ионном обмене описывается законом действия масс), а также динамическим методом по скорости перемеи1ения зоны вещества по слою смолы (элюентиая хроматография). Если через колонку с катионитом, в верхней части которой находится сорбированный йог М +, пропускается раствор кислоты, то в смоле происходит многократный цроцесс обмена [c.52]

Основная характеристика ионита — количество поглощаемых им ионов — называется обменной емкостью или обменной способностью. Она зависит от числа активных групп на единицу массы или объе.ма ионита и от степени диссоциации этих групп. Обменную емкость можно определить в статических и динамических условиях. Статическая обменная емкость соответствует ионообменному равновесию, которое устанавливается между ионитом и данной кон- [c.252]

В динамических условиях (при непрерывном протоке раствора через определенное количество ионита) определяют динамическую обменную емкость до проскока (ДОЕ), до полной отработки ионита (ПДОЕ) и равновесную динамическую обменную емкость (РДОЕ). Емкость до проскока, т. е. до появления поглощаемого иона в растворе, вытекающем из слоя ионита, определяется не только свойствами ионита, но зависит от состава исходного раствора и скорости его пропускания, от высоты (длины) слоя ионита и степени его регенерации. Обычно ДОЕ превышает 50 % от ПДОЕ для сильнокислотных и сильноосновных ионитов и 80% для слабокислотных и слабоосновных. [c.301]

Работоспособность ионита в данных динамических условиях оценивается величиной динамической обменной емкостью (ДОЕ) (эту характеристику определяют в соответствии с ГОСТ 20255.2—74), которая равна массе сорбированных ионитом ионов до момента их проско- [c.177]

Важнейшей характеристикой ионообменной смолы является ее обменная емкость, определяемая числом функциональных групп, содержащих способные к обмену ионы и выражае.мая числом миллиграш1-эквивалентов элементов, поглощенных граммом смолы. Полная об.менная емкость определяется в статических условиях при любых, но точно известных значениях pH раствора. В динамических условиях, т. е. при пропускании раствора через слой сорбента, вводится понятие динамической обменной емкости, которая зависит не только от полной обменной емкости и структуры ионита, но и от скорости фильтрации, высоты фильтрующего слоя ионита, от концентрации раствора и пр. [c.315]

Обменная емкость, определяемая в статических условиях, может отличаться от величины, полученной в динамических условиях. Последняя характеризуется двумя показателями динамической обменной емкостью до проскока (ДОЕ) и полной динамической обменной емкостью (ПДОЕ). ДОЕ представляет собой емкость ионита, определяемую по появлению данного иона в вытекающем из колонки [c.63]

По разности титров исходного раствора и фильтратов определяют количество ионов меди (в мг-экв), поглощенное ионитом из каждой порции исходного раствора. Эту сумму делят на взятую навеску катионита в пересчете на абсолютно сухое вещество и таким образом определяют, общее количество ионов меди, поглощенных катионитом (в мг-экв1г), т. е. полную обменную емкость катионита в динамических условиях. Количество ионов меди, поглощенное ионитом, рассчитывается исходя из всего объема фильтрата, не содержащего ионов меди, и исходной концентрации меди в растворе. Для определения обменной емкости до проскока это количество ионов меди делят на взятую навеску катионита. [c.90]

Достижение более полного извлечения веществ из исходного раствора даже при весьма низкой их концентрации. В отличие от распределения, константы равновесия которого теоретически не зависят, а практически являются линейной функцией концентрации, зависимость величины коэффициентов адсорбции от концентрации, в особенности в водной фазе, нелинейна из-за выпуклости изотермы адсорбции. Поэтому достигается значительная величина адсорбции, а следовательно, и степень концентрирования даже при низких концентрациях вещества в исходном растворе. При ионном обмене это связано с тем, что органических ионов намного больше К й. не-орга точеских ионов. При проведении сорбции в динамических условиях это позволяет резко сократить габариты аппаратуры. [c.204]

Отношение, стоящее в правой части,— это тангенс угла наклона изотермы, постоянный при ее линейности, и в этом диапазоне концентраций отношение / V j,= onst. Именно это отношение является показателем емкости сорбента в динамических условиях, а не величина т / (в мг/см сорбента), как в ионном обмене. При использовании отношения создается неверное [c.204]

Для реальных растворов определялась в динамических условиях обменная емкость по рению и молибдену для трех марок анионитов — АН-18, АМ и АВ-17 (16% ДВБ) в NOз-фopмe. Полученные данные свидетельствуют о ире-имущественном поглощении рения, что, по-видимому, объясняется образованием при pH < 1 катиона молибдена Мо02 +. Рений даже в сильно-ккслых средах находится в растворе в виде иона перрена-рению для смол АМ, АВ-17 [c.139]

При выполнении реакции в динамических условиях ионообменной колонке вследствие уменьшения скорости обмена понижается динамическая обменная емкост при постоянной высоте фильтрующего слоя катионита КУ-1 [10]. Все эти факты указывают на уменьшение проницаемости смолы КУ-1 по отношению к обменивающимся ионам. [c.246]

Емкость в динамических условиях характеризуют двумя показателями емкостью сорбента до появления сорбируемого иона в фильтрате — динамическая емкость до проскока (ДОЕ) и емкостьк> сорбента до полного прекращения сорбции иона из раствора — полная динамическая обменная емкость (ПДОЕ). [c.198]

Не менее важное значение, чем концентрирование микропримесей для аналитических целей, имеет очистка реактивов от следов примесей, которая сводится к отделению микрокомнонента от больших количеств основного веш ества. Необходимым условием при использовании ионитов для подобных целей является селективность ионообменника по отношению к ионам примесей. Преимуш,ество ионообменных (сорбционных) методов очистки заключается в том, что в динамических условиях ионы до момента проскока полностью поглощаются. Однако ионообменные методы пока еще находят весьма ограниченное применение для получения препаратов высокой чистоты [4, 6, 18, 29, 30] это, по-види-мому, связано с тем, что в большинстве случаев высокоизбирательные ионообменные материалы обладают небольшой обменной [c.342]

Кальциевая и стронциевая формы цеолитов в этих работах были получены из Na-формы (с отношением Si/Al = l,50) ионным обменом в динамических условиях, а аммонийные формы цеолитов готовились путем ионного обмена Na-формы с 0,1 Л/ раствором NH4NO3. [c.340]

Пятая и шестая главы посвяш ены ионному обмену в динамических (колоночных) условиях. Основное внимание уделено изучению выходных кривых ноглощ ения и кривых элюирования в зависимости от различных факторов размера зерен ионита, состава раствора, скорости его пропускания и т. д. В этих главах автор сознательно отобрал лишь основные положения, предста-вляюш ие, по его мнению, интерес для химика-аналитика. Жела-ющ им более подробно изучгггь теорию ионного обмена можно рекомендовать книгу Ф. Гельфериха Иониты (перевод с немецкого под редакцией С. М. Черноброва, ИЛ, Москва, 1962), а также статьи в советских и зарубежных журналах. [c.11]

Сорбция (ионный обмен) в динамических условиях может протекать наряду с описанными выше кинетическими областями в области так называемой кинетики из-за наличия потока, когда скорость сорбции определяется скоростью дотока [2, 14, 15]. [c.100]

Очистка растворов. Эффективность использования ионообменного динамического метода для очистки растворов обеспечивается в основном применением ионитов высокой емкости. Поскольку полная обменная емкость ионитов в динамических условиях, как известно, реализуется неполностью, при выборе оптимальных условий проведения процесса задача сводится к уменьшению разницы между полной обменной емкостью колонны и емкостью колонны до проскока ионов в фильтрат. С одной стороны, очевидно, что этого можно достичь соответствующим кинетическим режимом (малая объемная скорость течения раствора, малое зернение ионита). С другой стороны, практически не менее важно выбрать ионит, потому что при данных кинетических условиях наклон фронта иона, появляющегося в фильтрате первым, определяется в том числе и природой этого иона. Для целей очистки растворов следует поэтому выбирать иониты, характеризующиеся не только высокой обменной емкостью, но и большим значением константы обмена наименее сорбируемого иона. Качественный состав для выбора ионита не имеет значения, поскольку одна из особенностей динамики обмена смеси заключается в том, что наклон фрон та менее сорбируемого иона не зависит от свойств других компонентов смеси. Эти положения определяют целесообразность применения для цели обессоливания растворов ионитов с большим числом поперечных связей и делают нежелательным использование слабокислотных ионитов в водородной форме. [c.179]