Ионообмен стадии обмена

Первоначальная схема процесса изображена на рис. 95 [366, 367]. Процесс включает четыре стадии 1) ионный обмен 2) разделение катализатора и смолы 3) выделение катализатора из суспензии 4) регенерация смолы. Катализатор, загрязненный металлами, поступает самотеком в один из четырех реакторов, где он смешивается с ионообменной смолой, с которой реагируют ионы металлов. При этом температура, концентрация, pH раствора и длительность реакции тщательно поддерживаются на оптимальном уровне, необходимом для удаления металлов. Каждый реактор представляет собой котел емкостью 15 с рубашкой и механической мешалкой. Смолу подают в виде суспензии в химически очищенной воде. Когда реактор уже полностью загружен, катализатор и смолу тщательно перемешивают. Реакторы работают в следую- [c.232]

Ионообменная хроматография — сорбционный динамический метод разделения смесей ионов на сорбентах, называемых ионо-обменниками. При пропускании анализируемого раствора электролита через ионообменник в результате гетерогенной химической реакции происходит обратимый стехиометрический эквивалентный обмен ионов раствора на ионы того же знака, входящие в состав ионообменника. Ионообменный цикл состоит из стадии поглощения ионов (сорбции) ионообменником (неподвижной фазой) и стадии извлечения ионов (десорбции) из ионообменника раствором, который проходит через сорбент (подвижная фаза или элюент). Разделение ионов обусловлено их различным сродством к ионообменнику и происходит за счет различия скоростей перемещения компонентов по колонке в соответствии с их значениями коэффициентов распределения. [c.223]

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]

Из рис. 83 видно, что уже небольшие добавки хлористого кальция, порядка 30 мг-экв/100 г глины, практически полностью поглощаясь, обусловливают основной объем замещений в обменном комплексе глин. При этом в равновесном растворе практически присутствует лишь вытесняемый натрий-ион. Эту стадию характеризует загустевание и небольшой рост водоотдачи. При увеличении добавок хлористого кальция наступает коагуляционное разжижение и резкое возрастание водоотдачи. В интервале добавок 0,3—0,5%, т. е. до 90 мг-экв, коагуляция максимальна. Ингибирующий эффект, обусловленный ионообменными процессами (кальцинирование), усиливает возросшая ионная сила раствора, которая на этой стадии становится основным фактором ингибирования. Переход к ней характеризует резкое возрастание содержания Са в фильтрате, достигающего [c.343]

Низкомодульные стекла (л<1) по результатам этих работ мало чем отличаются от кристаллических форм силикатов лития и постепенно разлагаются водой полностью. Для более высокомодульных стекол характерны процессы выщелачивания, переходящие с возрастанием силикатного модуля в поверхностный ионный обмен. Это свойство высокомодульных силикатов лития на поверхности обмениваться ионами с раствором позволяет использовать их в качестве ионообменных электродов. Полагают, что лонный обмен является первой стадией взаимодействия с водой силикатов лития любых модулей [c.36]

Механизм ионного обмена при очистке газов изучен недостаточно полно. Предполагается, что он включает следующие основные стадии 1) диффузия вытесняющих ионов из ядра газовой фазы к поверхности ионита 2) диффузия вытесняющих ионов с поверхности ионита внутрь его зерна к точкам обмена 3) обмен ионов на активных центрах 4) диффузия вытесненных ионов из зерна ионита к его поверхности 5) диффузия вытесненных ионов с поверхности ионита в ядро газовой фазы. Таким образом, скорость ионообменного процесса лимитируется скоростью наиболее медленной стадии. Скорость реакции этой стадии можно определить из уравнений кинетики физической адсорбции или хемосорбции, приведенных ранее. Например, скорость протекания третьей стадии характеризуется уравнением кинетики химической реакции, а скорость диффузии — уравнениями массообмена. Подробно закономерности кинетики [c.84]

Основной стадией получения ионообменных смол этого типа является реакция хлорметилирования ароматических полимеров. Следующая ступень — замена атомов хлора на различные группы для получения смол основного или кислого характера. Чем глубже удается провести хлорметилирование полимера, тем больше число подвижных атомов хлора, которые можно заменить другими нужными группами, тем больше обменная емкость готового ионита. [c.74]

Первая стадия ионообменного цикла — поглощение ионов. Перед началом этой стадии ионит обычно содержит только один сорт способных к обмену ионов. Раствор, который может содержать один или несколько сортов способных к обмену ионов, пропускают через колонку. После промывки колонки водой ионит содержит ионы, поглощенные из раствора, а также некоторое количество ионов, первоначально входивших в состав ионита. [c.95]

Следующая стадия — элюирование, при котором поглощенные ионы удаляются из колонки пропусканием через нее избытка раствора электролита — элюента. На практике в большинстве случаев элюирование осуществляют раствором, содержащим один сорт способных к обмену ионов, причем ионит, как правило, переводится в ту форму, в которой он используется на стадии поглощения. Иными словами, происходит регенерация колонки. В этих случаях вместо термина элюент можно применять термин регенерирующий раствор . Обычно колонку после регенерации промывают водой, после чего она готова к новому ионообменному циклу. [c.95]

Условия, определяющие степень разделения способных к обмену ионов на стадии элюирования, могут быть разделены на две группы. К первой группе относятся факторы, определяющие равновесное разделение, т. е. ионообменное равновесие в статических (непроточных) условиях. Ко второй группе относятся факторы, связанные с условиями работы колонки они рассматривались в главах 3, 5 и 6. [c.179]

По полученным кинетическим кривым графическим дифференцированием (по наклону касательных) определяли величины обменных потоков Ф при определенных степенях обмена iV. Начальные потоки при высоких концентрациях определяли экстраполяцией, так как скорость обмена при высоких концентрациях настолько велика в начальной стадии обмена, что запись кинетической кривой удавалось производить только при степени обмена, большей 0,2—0,3. При экстраполяции было постулировано, что для начальной стадии обмена даже при высоких концентрациях ионообмен- [c.18]

Ионный обмен в смешанных водно-органических средах находится в начальной стадии изучения. Влияние природы и концентрации органического компонента, а также структуры бинарного раствора на избирательность обмена не исследовались систематически. Работы по изучению обмена минеральных ионов в смешанных средах носят отрывочный характер [1—3], а изучение обмена органических ионов в таких средах начато в самое последнее время [4]. Между тем систематические исследования в этой области не только расширят возможности ионообменной хроматографии, но, несомненно, будут способствовать дальнейшему развитию теории ионообменных процессов. [c.78]

С этих позиций ионообменное равновесие на СКК, как и на других неорганических ионитах, следует рассматривать как сложное, ступенчатое равновесие на ионите с равномерным распределением всей обменной емкости между определенным числом (п) обменных мест, реализуемых на каждой из ступеней (стадий обмена) = (я —число стадий —предельная обменная емкость по каждой стадии). [c.197]

Катализ ионитами, развившийся в самостоятельную область знания в 40-х гг. нашего века [377], занимает пограничное положение между науками о катализе и об ионитах. Интерес к этой области весьма велик, что нашло отражение в потоке публикаций и в широком внедрении нового типа катализаторов в промышленность. Уровень развития катализа ионитами привел и к изменению названия этой области по предложению Полянского [377] вместо бытовавшего ранее термина ионообменный катализ [378, первая ссылка], вполне обоснованно начали пользоваться термином катализ ионитами , что гораздо лучше отражает физическую сущность процесса, поскольку ни на одной стадии катализа обмен ионами не происходит. [c.312]

Оригинальное применение (пока только в лабораторной стадии— из-за высокой стоимости ионитов) получил смешанный слой в качестве питательной среды выращивания растений. Катиониты и аниониты в этих условиях служат поставщиками минеральных веществ, необходимых для питания различных сельскохозяйственных культур [32д, 197—200]. Основными солевыми формами ионитов являются аммонийная, калийная, кальциевая и магниевая — для катионитов, азотнокислая и фосфорнокислая — для анионитов и др. Высокая обменная емкость ионитов, возможность количественно регулировать отдельные минеральные элементы питания и скорость поступления их в раствор, практически полное устранение потерь ионов позволяет сделать вывод о перспективности данного направления использования смеси ионообменных материалов. [c.191]

Эти требования противоречивы и для решения конкретных задач ионообменного синтеза неравноценны. Однако они позволяют определить принципиальные условия, которым должен отвечать оптимальный вариант процесса а) максимальную величину эффективного коэффициента обмена К на каждой стадии процесса б) максимальную скорость обменных реакций в) максимальную объемную емкость используемого ионита. Предшествующее обсуждение свойств ионитов и ионообменных систем позволяет рекомендовать методы получения различных соединений, в наибольшей мере удовлетворяющие этим условиям. [c.71]

Структурные изменения в матрице ионообменных материалов обычно происходят на начальной стадии нагревания и проявляются в резком увеличении или уменьшении массы набухшего ионита и эквивалентного коэффициента влагоемкости. С дальнейшим увеличением продолжительности нагревания изменения массы набухшего ионита и эквивалентного коэффициента влагоемкости по мере уменьшения обменной емкости [c.200]

Ионообменный процесс уступает процессу очистки с использованием костяного угля в отношении обесцвечивания. Хотя ионообменные смолы успешно извлекают некоторое количество окрашенных веществ, цикл до насыщения при удалении окраски короче, чем цикл до насыщения при извлечении золы. Более того, при непрерывном использовании способность к извлечению окраски падает гораздо быстрее, чем способность к извлечению золы. Это противоречие разрешается работой в неоптимальном цикле и применением в последующем других обесцвечивающих веществ, что повышает общую стоимость процесса. Применение обесцвечивающих смол в таком процессе в качестве отдельной операции, а также разделение очистительных и обеззоливающих свойств смол еще недостаточно исследованы. Кроме того, как показывают опубликованные работы, исследованию комбинированных процессов очистки с применением костяного угля и ионного обмена для получения кристаллической сахарозы из неочищенного сахара, в которых ионообменные смолы применяются исключительно для обеззоливания, не уделялось достаточного внимания. Объединение стадии аффинирования с ионным обменом представляет большой интерес, но, с другой стороны, это делает необходимой на некоторой стадии процесса ионообменную обработку сильно окрашенных сиропов с высоким содержанием золы. Эта обработка эквивалентна ионообменной обработке мелассы, которая экономически возможна лишь во время недостатка сахара. [c.546]

Химизм процеоса ионообменной очистки не вполне ясен Можно твердо высказаться лишь в пользу того, что при ее применении из капролактама удаляются соединения кислого и основного характера, в первую очере21ь сульфат аммония, который в небольших концентрациях ( — 0,02%) все же присутствует в водном растворе капролактама Что касается таких примесей, как циклогексанон, циклогексанол, циклогексаноноксим и других органических соединений, то они проходят через эту стадию непревращенными Предположительно, на катионите протекают обменные реакцииам-фотерного электролиза На анионите улавливаются кислотный остаток сульфата и органические кислоты, в том числе е-аминокап-роновая Интересно, что даже в случае проскока на анионите продолжается сорбция окрашенных примесей, о чем свидетельствует снижение показателя окраски. [c.184]

При проведении анализов с помощью ионного обмена раствор фильтруется через слой ионообменной смолы, помещенный в колонку. Первой стадией в обменном цикле является поглощение, в процессе которого способные к обмену ионы ионита замещаются ионами анализируемого раствора. Следующим этапом является удаление из колонки сорбировавшихся ионов (элюция). Е. Н. Гапон [44] указывает на два возможных вида элюции [c.315]

По степени диссоциации активных групп различают сильно- и слабокислотные катиониты, сильно- и слабоосновные аниоргиты. Обменная емкость ионитов выражается в миллиэквивалентах поглощентп>1х ионов на 1г (1 см ) ионита и достигает, теоретически, 6-10 мэкв/г. Скорость ионообмеиа зависит от скорости его стадий диффузии иона В в растворе к поверхности ионита и внутри его, химической реакции двойного обмена, диффузии замещенного иона А" внутри ионита и его поверхности и затем в раствор. Ионообмен используют для умягчения или обессоливания воды, для извлечения и очистки лекарственных ве- [c.271]

Существование первой стадии подтверждалось тем, что при непродолжительной сульфитной варке в древесине была обнаружена сера и соответствующий катион Кроме того, было показано 12, 4, 6, 7], что образовавшаяся ЛСК является сильной кислотой, обладающей ионообменными свойствами [9—13] Вторая стадия нашла свое подтверждение в работах Кульгрена и сотр [И—131, которые показали, что твердая ЛСК может быть переведена в раствор как нагреванием с 0,3%-ной соляной кислотой, так и просто кипячением с водой В последнем случае необходимая для гидролиза кислотность среды возникает благодаря обмену катиона металла на водород и обр ованию свободной сульфогруппы [c.300]

Как было показано на рис. 92, адсорбция додецилсульфата натрия на анионообмепной смоле дауэкс 1-Х1 превышает обменную емкость этой смолы. Эта особенность адсорбции позволяет заключить, что при более высоких равновесных концентрациях коллоидные электролиты могут адсорбироваться на смоле, образуя двойные слои, причем первый из них возникает по обменному механизму, а второй — в результате вандерваальсовой адсорбции. Однако адсорбция на ионообменных смолах соединений с алкильными цепями короче додецильного радикала ограничивается только первой стадией образования монослоя в результате обмена это следует из того, что изотермы адсорбции и изотермы обмена в этом случае совпадают [84]. [c.252]

Наиболее ценным свойством ионообменных зерен является их способность обмениваться ионами с растворами и регенерироваться путем обмена в обратном направлении. Например, раствор соли Na l можно пропустить через спой, содержащий зерна двух типов смол, в одном из которых имеются способные к обмену Н - ионы, а в другом — способные к обмену ОН - ионы. Зерна будут обменивать свои ионы на ионы Na+ и С1 из раствора, и выходящая из слоя вода будет содержать лищь очень незначительное количество Na l. Ионообменные зерна смолы часто используют в циклических процессах, в которых на отдельной стадии регенерации производится обмен в обратном направлении, так что зерна могут использоваться многократно. Выбору и применению ионообменных смол посвящены работы /1-4/, [c.30]

Ионообменные процессы также влияют на стабильность цеолитных катализаторов. Мак-Даниэль и Майер [30, 66, 67] получили очень стабильные цеолиты типы V, для которых необходима стадия высокотемпературной стабилизации. Они имеют исключительную устойчивость к воздействию высоких температур и водяного пара. Подобные материалы считаются ультрастабильными [68, 69]. Известно, что ультрастабильные структуры характеризуются уменьшенными на 1,0—1,5% размерами единичной ячейки и это уменьшение обусловлено удалением атомов алюминия из кристаллической решетки и возможностью их участия в качестве катионов в иониом обмене. Например, Керр [70, 71] приготовил ультрастабильпый цеолит типа У путем удаления алюминия из кристаллической решетки с использованием этилендиаминтетра-уксусной кислоты и прокаливания оставшегося цеолита с дефицитом алюминия при 800 °С. Наибольший эффект был получен при удалении примерно 30% алюминия. [c.41]

По теории Бо11да и других различие пленочной и гелевой кинетики состоит в том, что в первом случае ионообменный поток уменьшается медленнее с увеличением степени обмена, чем во втором. Следовательно, в координатах (Ф/Фц, Л ) кривые обмена при пленочной кинетике должны располагаться выше кривых при гелевой кинетике. Это положение выполняется при обмене на сильноосновых анионитах (рис. 1). На рисунке приведены графики обмена на смоле АВ-27 в ОН-форме из растворов хлорида калия различной концентрации все кривые располагаются в порядке возрастания концентрации. Можно полагать, что влияние диффузии в зерне при пленочно кинетике будет приводить к более быстрому уменьшению потока, особенно на последних стадиях обмена. Следовательно, изменение условий обмена, влияюш их на процесс диффузии в пленке или зерне, должно приводить к изменению формы кривой. [c.19]

Стационарный фронт сорбционной волны, перемещающийся с постоянной скоростью, начинает формироваться во втором аппарате каскада. Оптимальный гидродинамический режим, обеспет чивающий максимальную скорость массопереноса при ионообменной сорбции иода, соответствует нагрузка по рассолу, равной 160 м рассола на 1 ионита в 1 ч при концентрациях в рассоле иода 0,2—0,6 кг/м и хлорида натрия 29—170 кг/м1 Однако при нагрузках по жидкой фазе более 100 м рассола на 1 м ионита в 1 ч одновременно с ростом скорости массопереноса происходит резкое снижение обменной емкости ионита по иоду, вызванное уменьшением времени контакта взаимодействующих фаз [103, с. 21]. Оказывается, что технологически целесообразней более полное насыщение ионита нежели более высокая скорость массопереноса, поскольку это обеспечивает высокие технологические показатели на последующих стадиях процесса. Поэтому для ионообменного извлечения иода из природных рассолов в каскаде аппаратов с циркулирующим слоем ионита целесообразно удельную нагрузку по жидкой фазе поддерживать в пределах 85—100 м рассола на 1 м ионита в 1 ч. [c.279]

Следует отметить, также процесс Metsep, позволяющий регенерировать растворы, в которых наряду с соединениями железа содержатся и соединения цинка [321]. Процесс включает три основные стадии распылительную сушку, ионный обмен и экстракцию. Процесс регенерации растворов, содержащих только РеСЬ, аналогичен описанным выше процессам с использованием печей распылительного типа. Растворы, содержащие соединения железа и цинка, подвергаются вначале ионообменной очистке от ионов цинка на установке непрерывного действия с движущимся слоем адсорбента — слабоосновной смолы Relite Мб. [c.214]

По приведенным при.мерал[ леожно судить, насколько многообразна возможность получения ионообменных материалов на основе поливинилспиртового волокна, причем несомненно, что исследования методов синтеза сульфокислотных волокон-ионитов (в особенности волокон с повышенной обменной емкостью) находятся пока еще в начальной стадии. Вполне вероятно, что эти, лМожет быть еще должным образом не оцененные, возможности связаны с применением дегидратированных поливинилспиртовых [c.90]

Углубленное изучение условий ноликонденсацин п-фенол-сульфокислоты с форма.льдегидом в кислой среде с це.лью получения ионообменных но.лимеров было проведено польскими учеными [7 —11]. Одним из важных моментов их исс.ледований явилась оценка влияния количества сульфируюш его агента (по отношению к фенолу) в первой стадии этого процесса на свойства образующихся ионитов. Было показано, что при увеличении количества серной кислоты происходит повышение обменной емкости ионитов по сульфогруппам зОзНсд). Повышение это, однако, очень незначительно как для смол, полученных при комнатной температуре поликонденсации в течение одного месяца (опыты 1а—5а), так и для смол, нодвергнувихихся дополнительному нагреванию в течение 12 час. при 110 (опыты 16—56) [9, И [ (табл. 11.1). Иониты, синтезированные в одну стадию (а), обладали более высокими коэффициентами набухания, чем иониты, полученные в две стадии (б). [c.100]

Общие уравнения реакций ионного обмена уже рассматривались в предыдущих статьях настоящего сборника. Основной факт, который нужно нм еть в виду при рассмотрении ионообменных реакций с участием алкалоидов, заключается в толг, что в водном растворе алкалоиды образуют катионы большого размера путе.Аг присоединения ионов водорода, которые в свою очередь могут подвергаться обмену. Чтобы удалить столь крупные катионы из дгассы нонита после того, как они были адсорбированы, приходите обра-п аться к специальным методам [7 10]. Извлечение доллсно производиться щелочью, которая переводит алкалоиды в форму свободного основания. Ввиду ограниченной растворимости основание остается в норах ионита. Затем следует стадия избирательной экстракции растворителями можно объединить обе стадии вместе, применяя щелочной органический растворитель. Эти процессы подробно рассматриваются Сасманом и сотрудниками [13]. Первый процесс можно схематически представить следующими уравнениями, [c.360]

Кроме особо специализированных олеращий, ионообмен нашел широкое применение для обычных процессов фармацевтической технологии. Удаление избытка кислоты или электролитов, обмен катионов или анионов органических солей являются обычными операциями. В области биологии ионообмен еще не достиг такой степени развития, но интерес к нему увеличивается. Многие возможные области применения находятся в разных стадиях разработки наибольший интерес, видимо, представляет применение ионитов для разделения компонентов крови и фракционирования протеинов плазмы. В этих и в некоторых других биологических процессах не только оказались полезными обычные операции, деионизации, обмена ионов, нейтрализации и адсорбции, но разработана новая специальная техника, основанная на биологических реакциях, позволяющая осуществить специфические разделения. Собирание крови с применением анти-коагуляции ее ионитами развилось до промышленного масштаба будущее возможных применений ионитов в технологии кро- [c.577]

Специфичность поведения исследованных нами мембран состоит в том, что АНв в данном случае включает в себя теплоту растворения кислорода в растворе ионов. Если перенос газа в полимере осуществляется в три стадии (адсорбция газа на поверхности полимера, растворение его в полимере и, наконец, десорбция газа с противоположной стороны полимерной мембраны), то процесс переноса газа в набухшей ионообменной мембране осложняется еще и стадиями растворения газа в растворе ионов и последующей десорбции. Вся эта картина дополняется ион-динольным взаимодействием молекул воды с ионами в растворе и ионообменными группами мембраны. Молекулы воды в заряженной мембране и в непосредственно прилегающем к ней слое находятся в жесткоориентированном состоянии вследствие ион-динольного взаимодействия молекул воды с ионами обменных групп мембраны. [c.126]

Большие трудности в изучении механизма процессов окислительной деструкции ионообменных материалов привели к тому, что выводы об элементарных стадиях обычно формулируются на основании анализа состава образующихся продуктов. В ионите, как правило, отмечают уменьшение обменной емкости по исходному содержанию функциональных групп более высокую (по сравнению с массой оТшеиившихся групп) потерю массы повышение набухаемости и содержания новых функциональных групп типа спиртовых, карбоксидных, карбонильных [5, 8, 163—167] или внедрение атомов галогенов и нитрогрупп при использовании в качестве окислителя (Ох) гипохлорита, галогенов или азотной кислоты. [c.49]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология