Ионообмен ячейки

Фильтр первого типа представляет собой ионообменную ячейку, в которой уровень исходного раствора, регенерата и промывной воды находится на небольшом расстоянии над слоем смолы и поддерживается постоянным (на 15 см или меньше) выше слоя смолы. [c.40]

Постоянные давление и уровень жидкости в фильтре над смолой поддерживаются специальным регулятором уровня. Регулятор уровня вместе с автоматическим клапаном находится у нижнего отверстия фильтра. Фильтр второго типа представляет собой ионообменную ячейку, в которой распределитель расположен прямо на верху слоя смолы. Регенерат и исходный раствор вводятся через распределитель над уровнем слоя, а промывная вода вводится в другой распределитель, расположенный несколько выше. [c.40]

Ионообменная очистка основана на способности ионообменных смол (ионитов) удерживать те загрязнения, которые в растворенном состоянии диссоциируют на ионы. Иониты получают путем полимеризации и поликонденсации органических веществ они представляют собой твердые гигроскопичные гели, не растворимые в воде и углеводородах. В высокомолекулярной пространственной решетке ионита закреплены фиксированные ионы. Заряды этих ионов компенсируются зарядами противоположного знака, принадлежащими подвижным ионам (противоионам), расположенным в ячейках решетки и способным к обмену с ионами раствора электролита. Иониты, содержащие активные кислотные группы и подвижные катионы, способные к обмену, называются катионитами, а иониты с активными основными группами и подвижными анионами — анионитами. [c.125]

Разновидность диафрагменного способа — более совершенный процесс электролиза в электролизерах с ионообменной мембраной. В таких электролизерах анодное и катодное пространства разделены полимерной мембраной, которая предотвращает попадание хлорида натрия из анодного пространства в которое подается рассол, в катодное и препятствует переносу ионов ОН к аноду электролизера. Хлор выделяется на аноде и выводится из анодного пространства вместе с обедненным рассолом. Ионы натрия и частично молекулы воды проходят через мембрану к катоду, куда подается вода в количестве, необходимом для образования щелока заданной концентрации. Электролизеры мембранного типа различаются числом ячеек (от 40 до 80) и имеют мощность до 80 тысяч тонн в год по гидроксиду натрия. В отличие от электролизеров с асбестовой диафрагмой нагрузка на ячейку (сила тока) значительно ниже и не превышает 7,5 кА. Поэтому электролизеры с ионнообменной мембраной значительно экономичнее диафрагмен-ных. [c.342]

Количество ионогенных групп, находящихся на поверхности гранул ионита, ничтожно мало по сравнению с количеством тех же функциональных групп внутри частиц ионообменной смолы. Поэтому ионный обмен происходит преимущественно внутри зерен ионита, куда диффундируют обменивающиеся ионы, проникая в ячейки макро-молекулярной сетки. Для очень крупных ионов размер ячеек сетки может оказаться слишком малым, и ионный обмен будет происходить только на поверхности зерна (ситовой эффект). [c.59]

Уровень жидкости в анодном пространстве поддерживается выше, чем в катодном, благодаря чему обеспечивается просачивание рассола через диафрагму. Ячейка и проходящие в ней процессы изображены на рис. 18.8. Новейшим типом ячейки является мембранная. Электродная реакция в ней точно такая же. Электроды разделены ионообменной мембраной. Поскольку хлорид-ионы не могут проходить через нее, гидроксид натрия, образующийся в катодном пространстве, свободен от хлорида натрия. Установка содержит от 50 до 100 отдельных ячеек, соединенных в блоки. Достоинства и недостатки разного типа ячеек представлены в табл. 18.5. [c.402]

На рис. 3.41 схематично представлена электролитическая ячейка с ионообменной мембраной. В анодное пространство [c.100]

Важной проблемой при электролизе хлоридов с ионообменной мембраной является концентрация едкого натра в катодном пространстве электролизера. Обычно в катодное пространство поступает вода, которая, проходя через электролизер, насыщается щелочью. От концентрации щелочи в катодном пространстве зависят выход по току и напряжение на ячейке [c.173]

Конструкция ячейки для кулонометрического титрования сложнее, чем в случае электролиза при контролируемом потенциале, поскольку в ней необходимо разместить вспомогательные электроды для установления конечной точки титрования. Кроме того, в такой ячейке должны быть обеспечены разделение катодного и анодного пространств для предотвращения анодного окисления продуктов катодной реакции (и нао рот), а также тщательное перемешивание титруемого раствора и инертная атмосфера. С этой целью применяют пористые перегородки, которые изготавливают из керамики, асбеста, бумаги, ионообменных мембран и др. В отдельных случаях можно обойтись и без пористой перегородки меж-528 [c.528]

Кинетические свойства ионообменных смол и их обменная емкость зависят также от строения матрицы. В зависимости от сшивки углеводородных цепей меняется набухаемость ионита. Увеличивая степень сшивки, можно добиться такого размера элементарной ячейки матрицы, когда диффузия ионов внутрь ионита будет невозможна из-за их размеров. В этом случае ионный обмен возможен только на поверхности частицы ионита. Матрица ионита вместе с фиксированными ионами в растворах представляет собой твердый нерастворимый полином, заряд которого компенсируется зарядами противоионов противоположного знака. [c.210]

Электрохимическая ячейка представляет собой свинцовый анод и амальгамированный медный катод, разделенные ионообменной мембраной. На аноде [c.58]

Цеолит типа А проявляет двойной понно-ситовой эффект. Во-первых, его -полости доступны только для катионов небольшого размера, которые могут туда проникать через одинарные 6-член-ные кольца. Во-вторых, крупные органические катионы (например, тетраметиламмоний) ие могут пройти сквозь 8-членные кольца в а-полости. Каждая псевдокубическая элементарная ячейка цеолита А обычно состоит из 24 тетраэдров (А1, Si)04 и содержит 12 одновалентных ионов (см. гл. 2). Обнаружено, что некоторые образцы цеолита А окклюдируют в -полостях до 1 иона Na вместе с компенсирующим анионом, вероятно АЮ". Содержание избыточных ПОНОВ натрия, расположенных в -полостях цеолита А, ие превышает 1 катиона Na+ на -полость [9, 12, 13]. При этом общее число катионов увеличивается до 13 па элементарную ячейку. Поэтому действительная величина ионообменной емкости цеолита, содержащего (12-1- х) катионов натрия в расчете на элементарную ячейку (где О < а < 1), зависит от природы катиона, на который замещается натрий [9]. Поскольку серебро (г = 1,26 А) способно обмениваться со всеми ионами Na , в том числе и прочно удерживаемыми в -полостях, при обмене натрия на серебро можно определить предельную величину ионообменной емкости. Ион Tl (г = 1,40 А) не может проникнуть сквозь 6-членные кольца в -полости, поэтому ионы таллия способны обменять не больше чем 12 ионов натрия в расчете на элементарную ячейку. [c.553]

Исследования ионообменных равновесий на цеолите А проводились в основном на примере обмена одно- и двухвалентных ионов. Попытки обменять ионы трехвалентного церия оказались неудачными [14]. Данные но ионообменному равновесию собраны втабл. 7.3. При проведении расчетов использовалось предположение о том, что в а-полостях элементарной ячейки содержится 12 катионов. Избыточное содержание натрия при этом не учитывалось. На рис. 7.4. показаны изотермы ионного обмена и коэффициенты селективности. [c.553]

Ионообменная емкость типичных образцов цеолита У ниже, чем у цеолита X, из-за более низкого заряда каркаса. В гидратированных формах этих цеолитов, как показали результаты изучения ионного обмена [5, 19], наблюдается различное распределение катионов. Многие реакции ионного обмена прп нормальной температуре пе приводят к полному замещению катионов (табл. 7.6). В большинстве случаев обмен описывается изотермой типа г. Так, изотермы обмена на цезий, аммоний и таллий достигают своего предельного значения при Az = 0,7. При этом около 16 одновалентных катионов, занимающих места Sj, не обмениваются (рис. 7.6), что говорит о неспособности замещающих катионов проникать при комнатной те.мпературе в -полости. Это также означает, что из 51 одновалентного иона, содержащегося в элементарной ячейке исходной формы, замещаются 35. Разность — 16 катионов — как раз соответствует 16 ионам, локализованным в местах Si внутри гексагональных призм. Поэтому порядок селективности изменяется в зависимости от степени обмена. Если степень обмена ниже 0,68, избирательность уменьшается в ряду [c.565]

Непрерывный электрофорез можно осуществлять и в растворе, но для этого необходимы специальные многокамерные ячейки с полупроницаемыми стенками из ионообменных мембран. Например, для достаточно чистого разделения бинарных смесей требуется 5-камерная ячейка. По сравнению с другими методиками электрофорез в растворе является самым производительным, но практически применим только к несложным смесям, таким как N(1 — ТЬ [731] или 5г - У "> [1026]. [c.149]

При прохождении электрического тока через электролитическую ячейку с ионообменной мембраной на поверхности раздела мембрана -раствор наблюдается явление концентрационной поляризации подобно тому, как это происходит в других электрохимических процессах, где перенос вещества ограничен диффузией (электроосаждение, полярография). Концентрационная поляризация проявляется в возникновении градиента концентраций в тонкой пленке электролита у поверхности мембраны. При определенных плотностях тока концентрация электролита у поверхности мембраны в камере обессоливания в пределе приближается к нулю. Отвечающий этому условию ток называют предельным током. [c.83]

Экспериментальная работа проводилась на лабораторной установке 17], принципиальная схема которой показана на рис. 1. Установка состоит из ячейки с исследуемой мембраной, поляризующей электрической цепи и цепи для измерения потенциала на ионообменной мембране. [c.65]

Как известно, надежные топливные элементы разработаны для систем Н2—Од применяемых в космосе. Катализаторами являются по существу как катод, так и анод, причем катализатор, разработанный для Нд,непригоден для других топлив. Детальная информация об этих катализаторах недоступна вследствие того, что разработки ведутся различными конкурирующими организациями. В некоторых элементах используют в кдчестве электролита кислотные ионообменные мембраны со специально приготовленными платиновыми анодами и катодами /19, 33/. В других - в качестве электролита используют КОН. Кроме платиновых, применяют и многие другие электроды, в частности различные системы на основе сёребра для кислородного электрода и на основе никеля для водородного электрода /20/. Хотя разработаны опытные ячейки, работающие на углеводородах, в качестве топлива в настоящее время более предпочтительны аммиак и метанол. [c.301]

Расположение катионов и ионообменные свойства. В структуре цеолитов существуют энергетически наиболее выгодные места расположения катионов, компенсирующих отрицательный заряд тетраэдра AIO4. Такими местами локализации для цеолитов ти па X и Y являются места Sb5is 5п и Sn- pH . 3.2). Возможно также, особенно для гидратированных цеолитов, нахождение катионов в местах 5пь расположенных у четырехчленных кислородных колец внутри большой полости, и в местах Sv — в центре двенадцатичленных кислородных колец в большой полости [5]. Число мест S (Si>), Sni SnO и в элементарной ячейке цеолитов типа X и Y составляет соответственно 16, 32 и 48. Катионы натрия, которые вводятся в цеолиты типа X и Y непосредственно при синтезе, обычно локализуются в местах Si, и Su и способны обмениваться на другие катионы (аммония, двух- и трехвалентных металлов). Максимально возможное число обменных одновалентных катионов в элементарной ячейке цеолитов типа X и Y определяется отношением Si/Al и не превышает 96 (при (Si/Al = = 1). [c.28]

Фильтропрессные ячейки, состоящие из чередующихся пластин и рам, здесь не рассматриваются, поскольку они подробно описаны в гл. 30 следует отметить лишь, что пластинчатые электроды таких ячеек можно сделать биполярпыми, если объединить их в блок, одновремепыо используя ионообменные диафрагмы. [c.178]

В электрохимических ячейках обычно используют мембраны катиоиообменного типа (Н+-форма), но применяют также мембраны, способные пропускать анионы. Следует помнить, что если мембрана представляет собой полимер, мелко диспергированный в той или иной скрепляющей матрице, то имеющиеся в матрице каналы тсудшают ионообменные свойства мембраны. Если продукт электролиза (или исходное соединение) представляет собой ион, заряд которого противоположен заряду рабочего электрода (например, при восстановлении трихлоруксусной кислоты в аммиачном буфере [90]), применение в качестве диафрагм ионообменных мембран наиболее оправдано, поскольку удается избежать потерь деполяризатора или продукта электролиза за счет их миграции из катодного пространства В некоторых сл чаях ионообменная мембрана служит одновременно диафрагмой и электролитом [17, 71]. [c.181]

Рабочий и вспомогательный электроды часто помещают в разные отделения, чтобы предотвратить смешивание электролитов. Их обычно разделяют диском из спеченного стекла или ионообменной мембраной со сравнитеш>но низким сопротивлением, что не очень хорошо влияет на сопротивление ячейки в целом. Можно обойтись без перегородок, если правильно выбрать реакции на вспомогательном электроде, например, образование твердых (Ag l) или инертных газообразных (например, N2) продуктов. [c.387]

Гелями называют структуры, образуемые коллоидными частицами или дюлекулами полимеров в форме пространственных сеток, ячейки которых обычно заполнены растворителем. Гели отличаются как от компактных коагулятов или твердых полимеров, так и от разбавленных растворов, в которых каждая коллоидная частица или макромолекула являются кинетически индивидуальными частицами. Занимая в ряде отноп1ений промежуточное положение между растворами и твердыми полимерами, гели обладают также многилт своеобразными свойствами и имеют большое практическое значение. В частности, к гелям относятся коллаген, мясо скота и рыб, различные пористые и ионообменные адсорбенты, ультрафильтры и искусственные мембраны, а также волокна мышечных тканей, клеточные оболочки, хрящч, оболочки эритроцитов и различные мембраны в организме. [c.198]

ИОНЫ ТМА. Отношение Si/Al в N-A выше, чем в цеолитах А и ZK-4 (см. далее), и изменяется от 1.25 до 3.75 [116]. В результате для заполнения мест 8ц катионов не хватает, и дегидратированный цеолит по адсорбционным свойствам аналогичен цеолиту СаА, т. е. имеет окна диаметром 4,2 А- Благодаря тому что отношение Si/Al больше 1, средняя длина связи Si, Al—О меньше, чем в цеолите А. В каркасных стру ктурах средняя длина связи Si, Al—О изменяется от 1.61 А в структурах, не содержаш,их алюминий, до 1,75 А [117] параметр решетки зависит от соотношения тетраэдров AIO4 и SIO4. В элементарной ячейке цеолита N-A обычно содержится на 5 тетраэдров AIO4 и на 5 катионов меньше, чем в цеолите А, и параметр ячейки N-A равен 12,12 А (12,32 А у цеолита А). Цеолит iV-A синтезируется в присутствии катнонов ТМА. Большой размер этих катионов создает пространственные затруднения и уменьшает число катионов в цеолите, в результате в каркасе синтезированного цеолита наблюдается высокое отношение Si/Al. Изучение ионообменных свойств цеолита N-A показало, что ионы ТМА не обмениваются на натрий или кальций. Удалить их можно только термическим разложением, при этом образуется стабильная декатионированная форма. [c.98]

Первоначально число атомов алюминия, удаленных из тетраэдрических положений, зависит от доступности мест в содалитовых (или 3-) ячейках, по 2 места в каждой. Одна треть общегО числа атомов водорода, связанных с каркасом, находится в катионных частицах, образованных примерно 16 атомами алюминия.. По мере повышения температуры развивается процесс дегидрокси-лироватгая, в результате которого в каркасе появляется 16 тетраэдрических и 32 кислородные вакансии. Количество воды, удаляемой при отщеплении гидроксильных групп, может изменяться от 16 до 32 молекул на каждые 56 атомов алюминия (отношение-составляет приблизительно 1/3). Ионообменная емкость, определенная обработкой раствором соли аммония, по идее должна быть равна отношению 32/56 или немного больше 50% исходного [c.531]

Цеолит типа X, как правило, содержит около 86 катионов на элеменгарную ячейку, которые могут занимать до 5 различных мест в гидратированном каркасе. Поэтому селективность цеолита зависит от степени катионного обмена [19]. Некоторые данные по ионообменным равновесиям приведены в табл. 7.4 и на рис. 7.5— 7.9. Селективность замещения одновадентных катионов при степени обмена до 40% снижается в ряду [c.557]

В процессе изучения ионообменных свойств шабазита были использованы различные методы введения катионов в цеолиты [11, 39—42]. Данные по ионообменным равновесиям между одновалентными, а также между одно- и двухвалентными катионами суммированы в табл. 7.8 [42], а на рис. 7.11 приведены некоторые изотермы обмена. Вследствие ситового эффекта попытки получить лантаиовые, тетраметиламмониевые п тетраэтиламмониевые формы шабазита оказались безуспешными. Обмен ионов слабо влияет на размеры элементарной ячейки шабазита [41]. [c.573]

Ионообменные реакции с двухвалентными катионами протекают медленнее, чем с одновалентными, поскольку сильно гидратированные двухвалентные ионы с большим трудом проходят через 8-членные кольца. Так, например, чтобы кальций мог проникнуть внутрь каркаса, он должен лишиться части прочно координированной воды. Ионы цезия занимают места на 8-членных кольцах (3 на элементарную ячейку), при атом 1 ион натрия, расположенный внутри большой эллипсоидальной полости, остается незамещенным [40]. В работе [40] был исследован образец, содерн ащий [c.574]

В последнее время появилась возможность определять аминокислотный состав белков с помощью автоматических аминокислотных анализаторов. Когда в 1948 г. Мур и Стейн [551 в дополнение к классическим методам органической химии, а также манометрическому и бактериологическому анализу ввели ионообменную хроматографию, наступил поворотный момент в развитии химии аминокислот. В основу работы созданных сотрудниками Рокфеллеровского института современных автоматических аминокислотных анализаторов была положена ионообменная хроматография. Принцип работы этих приборов заключается в следующем. Исследуемый белок гидролизуют, затем гидролизат подвергают хроматографии на смоле типа дауэкс 50 х8 в Na-форме. Элюирование производят с помощью непрерывной подачи буферного раствора. Выходящий из колонки элюат попадает в пластмассовую ячейку особой формы, где он смешивается с раствором нингидрина. Подачу нингидрина осуществляет специальный насос, работающий синхронно с насосом, подающим буферный раствор на колонку. Затем смесь элюата с нингидрином проходит через тефлоновый капилляр, который погружен в кипящую баню. В этих условиях в растворах происходит нингидриновое окрашивание, интенсивность которого измеряется в проточной кювете спектрофотометрически. Поглощение света регистрируется самописцем. Применение сферических смол [80] позволило сократить время исследования одного образца примерно в четыре раза, а использование особых ячеек сделало вполне допустимыми для анализа очень малые количества исследуемого вещества — порядка 0,01—0,05 мкмоля [38]. Введение одноколоночной процедуры значительно упрощает метод [9, 29, 43, 60]. С помощью этой методики в одной и той же пробе можно определить кислые, нейтральные и основные аминокислоты, что не только экономит исследуемый материал, но и повышает точность и сокращает время исследования. Работая на стандартном аминокислотном анализаторе и пользуясь некоторыми модификациями известных методов, можно полностью закончить анализ одного вещества в течение 3 ч [91. [c.32]

Широкое применение новые перфторированные ионообменные полимеры находят в качестве мембран в электролитических ячейках при электролизе МаС1 [16]. Высокая химическая стойкость перфторированных мембран в агрессивных средах, хорошие физико-химические и электрохимические показатели способствовали тому, что именно эти мембраны были использованы в полупромышленных установках для получения чистых [c.181]

Объем камер ячейки (50 на 1 см рабочей поверхности мембраны) позволял проводить опыт без значительного изменения концентрации электролита в массе раствора. После каждого опыта при данной плотности тока раствор в камерах обновляли. Для устранения влияния продуктов, образующихся на электродах, ионообменная мембрана была отделена от них инертными диафрагмами Д, которые представляли собой диски из мииоры, проклеенные по торцу раствором органического стекла в дихлорэтане. Как показал опыт, несоблюдение этих условий существенно влияет на характер изменения напряжения мембраны, что отчетливо видно при сопоставлении результатов, представленных на рис. 2 и 3. [c.84]

В исследованиях использовались растворы состава (г/л) Н2504— 350—400, Н3РО4—800—900, соединений железа (в пересчете на металл) — 30—40, никеля — 3—5 и хрома — 7—12. Регенерировались они в гальванических ячейках, изготовленных из винипласта и разделенных на секции ионообменными диафрагмами. [c.55]

Ионообменные смолы в воде практически- нерастворимы, однако вода, проникая в ячейки пористой макромолекулярнай. . сетки, впитывается и вызывает значительное набухание зерен. Количество воды, поглощаемое смолой, а также связанное с этим изменение объема гранул, зависит в первую очередь от количества сшивок (от пористости ) и от природы функциональных групп. Так. слабосшитые смолы набухают в 5—Ю-раз сильнее (при 0,5—0,2% дявинилбензола), чем сильносшитые (при 15—20% дивинилбензола) однако при одинаковом процентном содержании сшивок набухание тем дольше, чем более гидратированы ионы. При этом следует учитывать также и заряд нонов. Креме того, набухание прямо пропорционально зависит от емкости смолы. — Прим. ред. [c.535]

Электрод для генерирования обычно изготавливают из платины его площадь составляет от 2 до 5 см . Исходная концентрация реагентов обычно равна 0,05—1 М, а сила генерирующего тока — до 50 мА. Многие реагенты генерируются при помощи реакции ионного обмен , для этого в ячейку помещают ионообменную мембрану в соответствующей ионной форме. В ходе процесса такие частицы, как С1 , Вг , 1 , Нг, ЭДТД2- и Са2+, замещаются конкурирующими ионами, выделяющимися при электролизе, например Н+ и 0Н . Эти ионы образуются при электролизе растворов сульфата натрия или других солей. Галогены — С1г, Вга и Ь — получаются при электролизе солей соответствующих галогенидов. Ионы металлов, например железа (И), олова(II) и ванадия (IV), получаются при восстановлении соединений этих металлов с большей валентностью. Ионы серебра (I), ртути (I) и ртути(II) генерируются при использовании в качестве компонентов анода соответствующих металлов. [c.432]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология