Ионный обмен в статических условия

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]

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]

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]

Для полимеров, построенных на основе комплексонов 2-го типа (поликомплексоны 24 4 и 2 4 5), равновесные статические обменные емкости составляют 1—2 ммоль экв/г в зависимости от природы катиона и значений pH [545, 546]. При этом не наблюдается определенной избирательности, что может быть связано с большей стерической доступностью комплексонной группы в результате ее более свободного закрепления в каркасе полимера По скорости ионного обмена в статических условиях, охарактеризованной по изменению во времени значения pH рас- [c.298]

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]

Как метод концентрирования хроматографию применяют сравнительно редко. Исключение составляет ионообменная хроматография, которая весьма удобна для выделения и абсолютного концентрирования определяемых ионов путем перевода из большого объема раствора в малый, а также хроматография на хелатных (комплексообразующих) сорбентах, отличающаяся высокой эффективностью и избирательностью извлечения ионов металлов. Такими способами концентрируют, например, микроколичества металлов при их определении в природных или сточных водах. Для аналогичных целей в органическом анализе широко применяют сорбцию на гидрофобных сорбентах. Ионный обмен, осуществляемый в статических условиях (без направленного движения жидкой и твердой фаз относительно друг друга), часто превосходит ионообменную хроматографию в качестве метода концентрирования. [c.78]

Обменная емкость по однотипным группам, соответствующая предельному насыщению обмениваемыми ионами активных групп одного типа (при наличии в ионите групп и других типов), также является постоянной величиной. Для определения обменной емкости ионитов существует два основных метода статический и динамический. Емкость, определенная в статических условиях, может в зависимости от типа ионита в известной мере отличаться [c.23]

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]

Ионный обмен. Сорбция америция на ионообменных смолах изучалась в статических условиях. Применялись иониты типа Дауэкс-1 и Дауэкс-50, также иониты отечественных марок (КУ-2 и АВ-17) т. [c.206]

Ионообменные реакции обратимы и протекают в строго эквива-лентных отношениях. Ионный обмен с участием ионита представляет собой гетерогенную реакцию двойного обмена. В отличие от обратимых реакций двойного обмена в гомогенной среде, идущих до наступления равновесия, ионообменные реакции на ионитах могут быть доведены до конца в результате смещения равновесия при осуществлении их в динамических условиях. Например, при взаимодействии Н-катионита с раствором хлорида натрия в статических условиях устанавливается равновесие [c.44]

Большинство ионообменных целлюлоз является монофункциональными ионитами. Это подтверждает обычно хорошее совпадение значений обменной емкости при определении ее в статических условиях потенциометрическим титрованием и рассчитанных но содержанию азота, фосфора, серы или карбоксильных групп. В монофункциональном ионите 1% азота, фосфора, серы или карбоксильных групп соответствует обменной емкости 0,71 0,32 0,31 0,22 мг-экв 1г. [c.211]

Ионный обмен получает все большее распространение при разделении и концентрировании металлов как в разбавленных растворах, какими являются поверхностные воды, так и в сильных электролитах, к которым относится морская вода. Для концентрирования металлов используют ионообменные смолы трех типов катиониты, аниониты и хелатные смолы. Достигаются коэффициенты концентрирования 10 [354, 359]. Преимущество этого метода состоит в том, что он позволяет достичь очень высоких коэффициентов обогащения (многие металлы извлекаются полностью) благодаря пропусканию через ионообменную колонку больших объемов воды. Сорбированные элементы вымывают затем небольшим количеством какого-либо растворителя — десорбента кислотой, щелочью и др. (табл. 3.16). Сорбция может быть осуществлена в статических и динамических условиях, причем смола может быть применена в тонком слое и в колонке. Наряду со смолами применяют также ионообменные бумаги и мембраны. Колонки, заполненные смолами, удобны для отбора проб и концентрирования в полевых условиях [354]. [c.171]

Ионообменные свойства полученных полимеров изучались в статических условиях по катионам кальция, цинка, никеля, меди и трехвалентного железа при различных значениях pH среды. Для определения равновесных обменных емкостей исследуемых полимеров применялись 0,5 н. растворы хлоридов указанных металлов в буферных растворах со значениями pH в пределах от 1 до 6. Содержание катионов в растворах до и после ионного обмена определялось методом комплексометрического титрования с применением соответствующих [c.92]

Высокая термостойкость многих неорганических ионитов позволяет применять их для сорбции из растворов при высоких температурах. Например, изучена сорбция уранил-иона на фосфате циркония в автоклаве при 25—250 °С [250], обмен Сз —Н 251] и Са +—Н+ [252], сорбция радиоактивных Еи +-, Се +, Ре + 253] при температурах вплоть до 250 " С. Исследована [254] возможность очистки воды при 127 °С в статических условиях в автоклаве и при 100 °С в колонке смесью гелей фосфата циркония (сорбция Си +, Ре +, N1 +) и гидроокиси циркония (поглощение фосфат-иона, выделяющегося при гидролизе фосфата циркония), [c.200]

Различают три вида обменной емкости ионитов статическую обменную емкость (СОЕ), определяемую в статических условиях, обеспечивающих установление ионного равновесия между активными группами ионита и раствором электролита полную обменную емкость (ПОЕ), определяемую в условиях, обеспечивающих ионизацию всех ионогенных групп ионита, что достигается пропусканием раствора электролита через ионитовый фильтр для получения одинаковой концентрации поглощаемого иона в исходном растворе и в фильтрате динамическую обменную емкость (ДОЕ), определяемую в динамических условиях, т. е. путем пропускания раствора через ионитовый фильтр до проскока поглощаемого иона 25. [c.60]

Основной характеристикой ионитов является обменная емкость. Обычно ее определяют по содержанию ионов в растворе электролита после взаимодействия его с ионитом в динамических или статических условиях. Определения в динамических условиях позволяют установить влияние кинетических факторов на процесс насыщения ионитов. [c.270]

При определении обменной емкости в статических условиях (СОЕ) в силу обратимости процесса обычно полного насыщения ионита извлекаемыми ионами не достигают. [c.270]

Существуют два различных метода применения ионитов. Первый может характеризовать как ионный обмен в статических условиях или периодический процесс, а второй—как ионный обмен в динамических условиях или в колонне. Хотя второй метод представляет значительно больший интерес, необходимо рассмотреть оба метода. [c.70]

Хотя некоторые промышленные процессы ионного обмена проводятся периодически или в статических условиях, значительно большее распространение в промышленности находит оборудование, позволяющее проводить ионный обмен в динамических условиях (в колонне). Единственным типом оборудования, нашедшим широкое применение для этой цели, являются фильтры с неподвижным слоем ионита. В последние годы производились попытки осуществить процесс в кипящем слое ионита. Однако эти работы еще не вышли из лабораторной и полузаводской стадии. [c.168]

Динамически метод. В динамических условиях, когда одна из фаз или обе фазы (ионит и раствор) перемещаются друг навстречу другу, ионный обмен дает больший эффект разделения и концентрирования, чем в статических условиях. Это объясняется тем, что в условиях противотока раствор встречает на своем пути все новые порции ионита. При этом продукты обмена удаляются из сферы реакции протекающим раствором. Все. это способствует насыщению ионита ионами, подлежащими концентрированию, и осуществлению максимального числа актов сорбции и десорбции ионов (условие эффективного разделения смеси ионов). [c.158]

Полученные образцы ионитов исследовали на поглош,ение ионов в статических условиях 50 мг ионита заливали 5 мл раствора азотнокислого свинца (0.05 п. по ионам РЬ +). Пробирки с раствором и ионитом периодически встряхивали. Время поглощения 3 суток. Статическую обменную емкость (СОЕ) по ионам РЬ " определяли по разности в содержании ионов свинца в растворе до и после поглощения титрованием трилоном Б по ксиленоловому оранжевому в прргсутствии уротропина. [c.37]

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]

Ионообменная способность сорбентов характеризуется их обжинай емкостью, зависящей от числа функциональных ионогенных групп в единице массы или объема ионита. Она выражается в миллиэквивалентах на 1 г сухого ионита или в эквивалентах на 1 м ионита и для большинства промышленных ионитов находится в пределах 2—10 мэкв/г. В статических условиях (при контакте с определенным объемом раствора электролита) определяют полную статическую обменную емкость (ПСОЕ), которая для данного ионита является постоянной величиной, и равновесную статическую обменную емкость (РСОЕ), которая изменяется в зависимости от факторов, влияющих на равновесие. (Равновесие ионит — раствор соответствует равенству их химических потенциалов.) [c.301]

Ионным обменом в статических условиях называют обмен, протекающий при контакте некоторого объема раствора элекролита с одной и той же порцией ионита, и записывают в виде следующей реакции [c.184]

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]

Колонка с раствором днпикриламината аммония в нитробензоле в качестве неподвижной фазы использована для разделения щелочных металлов [75]. Экстракцию металлов в этой системе также можно рассматривать как экстракцию ионно-ассоциативных комплексов катиона металла с дипикриламинатным анионом. С помощью метода фронтальной хроматографии при использовании этой колонки удается концентрировать следовые количества цезия с одновременным отделением от больших количеств щелочных и щелочноземельных элементов. В этом случае экстракция металлов описывается равновесными обменными реакциями. Емкость колонки до проскока по отношению к цезию при его фронтальной хроматографии растворами других металлов полностью соответствует константам обменных реакций (между цезием и любым другим металлом), определенным в статических условиях. Для обоих методов значения констант обмена и емкости колонки изменяются в последовательности Сз>Ы>Ма. Отсюда следует, что механизм распределения один и тот же как в статической экстракции, так и в экстракционной хроматографии. [c.56]

В табл. 1 приведены сравнительные данные по сорбции морфина на катионитзх из водного раствора и экстракта в статических условиях. Из данных табл. 1 видно, что лучптими сорбентами для морфина являются сильнокислотные катиониты и в особенности эспатит № 1. Благодаря высокой пористости эспатита № 1 для него возможно достижение полной обменной емкости даже для таких больших ионов, как ион морфина. [c.418]

Ионит, находящийся в равновесии с раствором, содержащим два обменивающихся иона А и В, частично находится в А- и частично в В-форме. Иногда такой ионит рассматривают как твердый раствор этих двух форм [В481. Относительные количества ионов А и В в ионите зависят от состава внешнего раствора и, как будет показано ниже, от природы обменивающихся ионов, а также от свойств самого ионита, например от степени сшивки . Такое равновесие имеет большое значение при ионном обмене (например, при разделении в колоннах или в статических условиях), а также в тех процессах злектродиализа с ионитовыми мембранами, которые включают селективный перенос ионов одинакового знака. Эта проблема интенсивно исследовалась в прошедшее десятилетие детальный обзор этих работ не входит в задачу настоящей главы. Ссылки на опубликованную литературу могут быть найдены в некоторых обзорах [В56, D28, Gill. [c.58]

Ионообменный характер смол определяется полярными группами (сульфогруппой, карбоксильной, фенольной, фосфиновой или замещенной аммониевой). Обменная способность зависит от зернения сорбента, скорости течения раствора, характера растворителя, набухаемости ионита и характера обмениваемого иона. Обмен ионов протекает в эквивалентных количествах, и реакция ионообмена обратима между рйствором и ионитом устанавливается подвижное сорбционно-ионное равновесие, которое достигается быстрее для катионов, чем для анионов. Различают полную обменную емкость ионита по 0,1 н. раствору едкого натра в миллиграмм-эквивалентах на 1 г — ПОЕ, равновесную обменную емкость в статических условиях в миллиграмм-эквивалентах на 1 г сухой смолы — СОЕ и динамическую обменную емкость в миллиграмм-эквивалентах на 1 л набухшей смолы до проскока поглощаемого иона в фильтрат — ДОЕ. [c.547]

Важной характеристикой ионообменника является его о б-менная емкость, определяемая в первом приближении числом функциональных групп каркаса и степенью их ионизации при данном pH раствора. Обменную емкость ионита численно можно выразить количеством молей эквивалента противоиона на единицу массы или объема смолы. В аналитической химии емкость ионита обычно выражают количеством молей эквивалента обменивающегося иона на 1 г сухой смолы в Н -форме для катионита и С1 - или ОН"-форме для анионита. Оговорка относительно сухой смолы необходима, так как в контакте с водой смола набухает в 1,5—2 раза, а некоторые виды смол — в 5 раз и более. Величина обменной емкости характеризуется несколькими (3...5 до 10) моль экв иона на 1 г смолы. Емкость, найденную в статических условиях, когда навеску смолы помещают в раствор насыщающего иона достаточной концентрации и выдерживают при встряхивании до полного насыщения, называют статической обменной емкостью (СОЕ). Величину емкости, полученную в динамических условиях при пропускании насыщающего раствора через колонку с ионитом, называют динамической обменной е м к о с т ь ю (ДОЕ). Эта емкость ионита, определяемая по первому появлению насыщающего иона в вытекающем растворе. Полная обменная емкость (ПДОЕ) находится по полному насыщению ионита данным ионом. [c.353]

Растворимые кислоты также могут быть получены из труднорастворимых солей (чаще всего кальциевых) катионным обменом в статических условиях или пропусканием суспензии через слой ионита. Рекомендуется также обработка Са-соли серной кислотой, отделение раствора органической кислоты от осадка сульфата кальция и последующая катионообменнал очистка раствора от перешедших в него ионов Са . [c.144]

Ионный обмен в статических условиях. Этот метод применения отличается чрезвычайной простотой, но в то же время и весьма малой аффектпвностью. Процесс осушествляется в основном путем контакта всего подлежащего ионному обмену электролита в растворе с определенным количеством ионита и последующего разделения обеих фаз фильтрованием, декантацией, центрифугированием и т. д. Полнота обмена, достигаемая при помощи этого метода для любой данной системы, легко может быть вычислена, если известна константа равновесия этой системы. Очевидно, что дл тех ионообменных реакций, которые не доходят до конца, достижение сколько-нибудь полного превращения связано с необходимостью многократного повторения процесса в статических условиях. Число последовательных операций, необходимых для полного превращения, разумеется, зависит от степепп приближения к равновесию. Равновесие [c.71]

Техника водоумягчения. Ионный обмен может осуществляться одним из трех методов в статических условиях, в динамических условиях и в кипящем слое ионита. Последний из названных методов вследствие ограниченности относящихся к нему сведений здесь [c.80]

Для оценки влияния природы растворителя и структуры катионита на скорость сорбции ионный обмен вели в статических условиях. В колбы с притертыми пробками вносили 0,2001 0,0002 г присадки и 1,00 г катионита и заливали 35 мл растворителя. Содержимое перемешивали магнитной мешалкой при 20 и 50 °С. По истечении заданного времени раствор отфильтровывали, катионит промывали на фильтре растворителем, который присоединяли к фильтрату, затем выпаривали раствб ритель из фильтрата, остаток доводили до постоянной массы и определяли содержание основного азота по [8]. [c.227]

Среди методов прямого определения обменной емкости анионитов в солевой форме помимо метода Штамберга — Юрачки — Вильсона [36, 37] заслуживает внимания аргентометрическое титрование С1-ионов, вытесненных из смолы в статических условиях в присутствии раствора сульфата натрия [38]. Последний метод был применен нами для исследования анионита АВ-17 других галогенных форм фиксированием точки эквивалентности потенциометрическим методом. Отметим, что при титровании галоген-ионов раствором нитрата серебра в присутствии анионита необходимо брать не.большие навески смолы. В этом случае уменьшается содержание вытесненных ионов в растворе и предотвращается обволакивание зерен ионита осадком галогенида серебра, препятствующее диффузии остаточных галоген-ионов из скюлы. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология