Ионы, затрудняющие процессы ионообмена

Несмотря на многолетнюю историю исследования и применения ионообменных процессов, число работ в этой области закономерно возрастает, что свидетельствует о жизненности и перспективности метода. В то же время соответствующие публикации рассредоточены по журналам самого различного профиля (физическая, аналитическая химия, радиохимия, цветные металлы, биохимия и др.). Сравнительно небольшое число (десятки) монографий, за отдельными исключениями, носят узко специализированный характер (синтез ионитов, теория, ионный обмен в аналитической химии, радиохимии, биохимии и др.). Тезисы докладов более или менее регулярно проводимых совещаний по ионному обмену мало информативны, а сборники представляют собой комплексы оригинальных сообщений по частным вопросам. Все это весьма затрудняет оценку современного состояния проблемы и тенденций развития метода, исключает возможность эффективно использовать накопленный опыт и обоснованно выбирать рациональные направления исследований. [c.3]

Применение закона действующих масс к ионообменным процессам весьма затруднено вследствие невозможности получения точных данных и тем, что многие из исследованных твердых ионитов гетерогенны. Только в последнее время появились такие монофункциональные иониты, как сульфокислотные, фенольные и карбоксильные. Вместе с тем следует учитывать, что одной из серьезных трудностей при применении закона действующих масс является необходимость экспериментального определения активностей различных ионов как в растворе, так и в твердой фазе. Важно отметить, что эти затруднения присущи не только процессам ионного обмена, но и почти всем ионным реакциям, в том числе и гомогенным. Попытками экспериментального определения ионных активностей [334, 335, 341 ] при помощи мембран из глинистых минералов иллюстрируется стремление преодолеть одно из последних препятствий при изучении равновесий ионного обмена. [c.24]

Приведенные данные достаточно отчетливо иллюстрируют целесообразность, а в ряде случаев необходимость использования волокна мтилон-Т для очистки сточных вод от ионов ртути. Однако широкое промышленное применение этого волокна затрудняется тем, что до настоящего времени не разработано достаточно приемлемое аппаратурное оформление процесса сорбции ионов ртути при больших объемах жидкости (сотни тысяч литров в сутки), как это имеет место, например, на заводах, производящих NaOH и хлор путем ртутного электролиза Na l. Как показали проведенные опыты, использование колонок для таких объемов жидкостей невозможно, так как волокно постепенно слеживается и сопротивление прохождению жидкости непрерывно увеличивается. В этом случае, по-видимому, наиболее целесообразно использовать нетканые материалы, полученные на основе ионообменных волокон. [c.170]

Сильнокислотные катиониты и сильноосновные аниониты обладают способностью к ионообменной сорбции в значительном интервале pH среды и вступают в реакции ионного обмена с любыми ионами. Это облегчает лроцесс поглощения ионов из раствора, но затрудняет процесс разделения вследствие малой избирательности таких сорбентов. [c.314]

Подобные процессы разложения веществ, находящихся в ионите в виде противоионов, крайне нежелательны, они затрудняют выделение очищенных препаратов ионообменными методами. Поэтому вопросы исследования условий стабильности органических соединений на ионитах в присутствии водородных или гидроксильных ионов имеют исключительно важное практическое значение. [c.136]

Наши дальнейшие усилия должны быть направлены на нахождение методов глубокого исследования структуры ионообменных смол в целях более точного определения размера макромолекулярных сеток смолы, выяснения характера ионогенных групп и их взаимного расположения в структуре макромолекул. Отсутствие этих методов лишает синтетика возможности точного воспроизводства свойств однажды полученной ионообменной смолы, затрудняет сознательное регулирование этих свойств изменением условий синтеза и делает предположительными описания процессов ионного обмена в зависимости от структуры ионообменной смолы. [c.102]

Затруднено ступенчатое н градиентное элюирование в случае применения растворителей, усиливающих набухание зерен ионита. Растворитель влияет на скорость обмена и установление равновесия. Незначительная добавка воды к бензолу, вызывая диссоциацию растворенных молекул на ионы, способствует ионообменному процессу. [c.71]

Вулихом и другими [ ] описано ионообменное получение салициловой и теллуристой (двуокиси теллура) кислот, образующих осадок в процессе ионного обмена. Процесс проводится в статических условиях благодаря малой растворимости кислот реакция сдвинута вправо — в сторону образования кислоты. Прямой выход кислот составлял 96—97%. Оказывается, происходит одновременная очистка салициловой кислоты. Однако образование твердой фазы в процессе ионного обмена вызывает необходимость последующего разделения ионита и осадка или при осуществлении процесса в динамических условиях выбор такого режима (скорость, температура и т. д.), при котором осадок выносился бы из слоя ионита. Кроме общих сложностей аппаратурного оформления такого процесса, он част( затрудняется слипанием осадков с зернами ионита. Поэтому особый интерес представляет возможность ионообменного получения малорастворимых кислот в виде раствора с последующим выделением их в твердом состоянии. [c.202]

Интенсивность окислительно-восстановительного процесса определяется также и различием в окислительно-восстановительных потенциалах реагирующих веществ. При контакте ионитов с растворами бихромата калия (Сг20 72Сг — 1,36 в) наблюдалось [наибольшее изменение емкости ионитов по сравнению с растворами перманганата калия (МПО4/МПО 2 = 0,54 е). Во всех случаях контакта ионита с растворами перманганата калия, несмотря на низкое значение pH раствора, наблюдалось образование двуокиси марганца, осаждающейся на поверхности зерен ионита. Вследствие этого затрудняется контакт ионообменных групп сорбента с раствором перманганата и скорость реакции замедляется. Определенную роль играет и заряд иона-окислителя чем выше заряд, тем в большей степени происходит его поглощение, что и наблюдалось нами на примерах взаимодействия растворов перманганата и бихромата калия. [c.118]

Одним из недостатков ионообменного процесса является неустойчивость анионообменных смол при повышенной температуре. Обычно ионообменные процессы проводятся при температуре 38°. Однако в настоящее время имеются специальные анионообменные смолы, стойкие при температуре до 71° С. При процессах, где высокая вязкость при низкой температуре вызывает трудность в использовании метода неподвижного слоя вследствие высокого падения давления, должна применяться повышенная температура. Вообще, вязкость раствора, превышающая 10 сантипуазов, затрудняет истюльзование метода неподвижного слоя. Катиониты сульфо- и карбоксильного типа устойчивы при высокой температуре. Хотя аниониты разрушаются более быстро при высокой температуре, во многих случаях ценность продукта достаточно велика для того, чтобы допустить высокую скорость амортизации смолы. Каждое примеление ионного обмена более или менее специфично ло своей природе. [c.570]

Однако до сих пор отсутствуют надежные методы расчета ионообменной аппаратуры, что естественно затрудняет проблему масштабного перехода от лаборатории к крупнотоннажному промышленному производству. В большинстве случаев ограничиваются эмпирическими расчетными методами [Ч из-за недостаточности данных по кинетике процесса. Для разработки кинетических закономерностей иопообмена необходимо широкое проведение исследований с целью накопления данных о поглотительной способности и других свойствах используемых ионитов [ 2в-зо]. Очень часто возникают трудности при определении точных характеристик обрабатываемых растворов, так как большинство ионообменных смол не обладает достаточной селективностью (т. е. обменивают все одноименные ионы вне зависимости от того, требуется это в данном случае или нет). Не имеется достаточного количества опытных данных и для объяснения причин существования так называемого парадокса ионного обмена [ ], выражающегося в том, что обмен Ка /Н и К /Н на ионитах не подчиняется закону Фика. Установлено, что коэффициент диффузии при ионо-обмене зависит от направления процесса. Так, например, в случае перехода Ка или из раствора в смолу коэффициент диффузии меньше, чем для обратного процесса, причем максимальная разница между коэффициентами диффузии наблюдается при относительном содержании катиона в смоле, равном 0.6. [c.5]

В литературе описаны методы хроматографического разделения циркония и гафния [1—3]. Наиболее удовлетворительные результаты по хроматографическому разделению циркония и гафния были получены Листером [4] с использованием катионитовых смол. Автором было изучено хроматографическое разделение с использованием соляной, азотной, серной, хлорной и щавелевой кислот. Поглощение циркония происходит на катионите дауэкс-50 и цеок арб-226 из 2 н. раствора хлорной кислоты. Позже было показано, что поглощение происходит более полно из 2 н. раствора азотной кислоты. В опытах с применением соляной кислоты первые фракции обогащались гафнием. Однако в опытах с использованием азотной и хлорной кислот разделения циркония и гафния не было достигнуто. В опытах с 0,01%-ным раствором щавелевой кислоты было показано, что цирконий десорбируется раньше гафния. Лучшие результаты достигнуты с использованием 1 н. раствора серной кислоты. В ряде опытов наблюдался проскок гафния в циркониевую фракцию, обусловленный наличием полимерных ионов. В развитие работ Листера и Макдональда опыты в укрупненных масштабах описываются в докладе Хадсуэла и Хатчена[5]. Авторы оценивают производительность ионообменного метода 0,5 кгЫас на сечения колонки. Такая низкая производительность затрудняет промышленное использование хроматографического метода по сравненик> с более производительным экстракционным. Авторы показали, что производительность хроматографического метода, впервые разработанного Листером, настолько мала, по сравнению с производительностью, достигаемой в процессе экстракции, что использование ионообменного метода для промышленных целей нецелесообразно. [c.118]

По мере расширения областей использования ионообменного метода выявились и пределы применения сульфокатионитов. Эти пределы обусловлены высокой энергией связи анионного остатка сульфогрунп со многими катионами. Применение сорбентов, содержащих сульфогруппы, затрудняет как процесс хроматографического разделения некоторых сложных смесей, так и процесс регенерации катионитов. В случае разделения сложных смесей катионов, используют, в большинстве случаев, не избирательное действие поглотителя (которое выражено очень слабо), а избирательное действие вытеснителя (комплексообразующее вещество, растворы кислот различной концентрации и т. д.). Для вытеснения из сульфокатионита многозарядного иона требуется затратить большой избыток раствора кислоты, иногда доводя его концентрацию до 10%-ной, в некоторых случаях повышая температуру раствора. Указанные соображения вызвали повышенный интерес к ионитам, имеющим в своей структуре слабокислотные группы и, в частности, к сорбентам, содержащим карбоксильные группы. Специфической особенностью подобного типа сорбентов является ярко выраженная зависимость энергии связи катионита с катионом раствора от числа зарядов последнего (за исключением [c.40]

Исследование ионообменных процессов, протекающих в фазе смолы, обычными физико-химическими методами затруднено. Поэтому о характере взаимодействия сорбируемых ионов с функциональными группами смолы приходится судить лишь по изменениям, происходящим в контактирующем со смолой растворе. В последнее время метод ИК-спектроско-нии находит широкое применение для исследования различных ионообменных материалов. Например, для катионита КУ-2 удалось установить положение сульфогруппы по отношению к метиленовому мостику и показать, что она гидратирована 1 молекулой воды [1]. Этим же методом исследовались кинетика и равновесие обмена катионов на Na-форме карбо-ксиметилцеллюлозы [2, 3]. Авторам удалось показать определенную последовательность Na -V Fe обмена для этих пленок. Имеются сообщения о применении данного метода для исследования анионообменных материалов [4]. Для смол марок Амберлит 1RA-400 и ДАУЭКС АУ-50 показано, что не все функциональные группы занимают в смоле эквивалентное положение. [c.146]