Молекула - ионит
Cтраница 2
На И кадре, заснятом через некоторый промежуток времени работы ионитного фильтра, мы видим, что / и 2 ряды молекул ионита обменяли все находившиеся в их ионной атмосфере белые ионы на черные 1 и поэтому хотя ионный обмен с водой у них продолжает протекать, но он не приводит к каким-либо изменениям как этих молекул ионита, так и проходящей мимо них воды. Обмен черных ионов воды на белые ионы молекул ионита переместился ниже и происходит сейчас у 3, 4 и 5 молекул. Таким образом, мы различаем здесь три зоны ионообменного материала. [16]
 |
Схема структуры молекулы ионита. [17] |
Наиболее важным свойством ионитов, позволяющим распространить на них закономерности, которым подчиняются обычные электролиты, является способность их к электролитической диссоциации, происходящей при погружении молекулы ионита в воду. [18]
Каркас в зависимости от заряда находящейся в нем группы обладает положительным или отрицательным зарядом, который компенсируется зарядом ионов противоположного знака, называемых противо-ионами, поэтому в целом молекула ионита электронейтральна. [19]
Для того чтобы рассмотреть в самом общем и схематическом виде протекание рабочего цикла в ионитном фильтре, проведем мысленно вертикальный разрез загруженного в фильтр ионообменного материала и выделим в нем элементарную струйку обрабатываемой воды, омывающую вертикальный ряд молекул ионита, причем для простоты наблюдения ограничимся десятью такими молекулами. Разумеется, в действительности число таких молекул в ионитном фильтре огромно, и расположены они далеко не строго вертикально одна над другой, также как и путь элементарной струйки воды претерпевает различные отклонения от прямолинейного. Однако принятые условные допущения позволяют относительно правильно представить происходящие в фильтре процессы. Далее будем считать, что мы можем видеть элементарную струйку воды; молекулы ионита и находящиеся в них ионы. Тогда, если на протяжении рабочего цикла фильтра будем делать через некоторые промежутки времени фотоснимки этой элементарной струйки, получим ряд последовательных кадров, которые позволяют показать, какие изменения происходят в обрабатываемой воде и в молекулах ионита во время работы фильтра. [20]
На И кадре, заснятом через некоторый промежуток времени работы ионитного фильтра, мы видим, что / и 2 ряды молекул ионита обменяли все находившиеся в их ионной атмосфере белые ионы на черные 1 и поэтому хотя ионный обмен с водой у них продолжает протекать, но он не приводит к каким-либо изменениям как этих молекул ионита, так и проходящей мимо них воды. Обмен черных ионов воды на белые ионы молекул ионита переместился ниже и происходит сейчас у 3, 4 и 5 молекул. Таким образом, мы различаем здесь три зоны ионообменного материала. [21]
Выше в § 2 - 2 а была рассмотрена в общем виде схема структуры молекулы ионита ( рис. 4 - 1), из которой следует, что в результате диссоциации функциональных групп в многоатомной молекуле ионита образуется вокруг твердого нерастворимого каркаса его ионная атмосфера, состоящая из связанных с каркасом неподвижных ионов и ограниченно подвижных ионов с противоположным знаком и способных к обмену с ионами, растворенными в окружающей молекулу ионита воде. Таким образом, современные иониты являются по суще-с тву твердыми полиэлектролитами, образованными в результате полимеризации и специальной обработки различных смол с образованием в них функциональных групп, способных к электролитической диссоциации. [22]
Под избирательной адсорбцией ( называемой также специальной селективностью или специфичностью) подразумевают ту преимущественную адсорбцию ионов, которая обусловлена явлениями поляризации ( как самих ионов, так и функциональных групп ионитов), взаимной поляризации, а также теми особенностями структуры ионитов, которые создают условия, благоприятствующие процессам комплексообразования, возникновения координативных связей, циклизации и подобным им процессам, приводящим к возникновению наиболее устойчивых связей данного иона ( или очень ограниченного числа их) с молекулой ионита. [23]
Подвижность способных к обмену ионов ограничивается расстояниями, при которых не теряется взаимность их с неподвижными ионами противоположного заряда на поверхности ионита. Это ограниченное вокруг молекулы ионита пространство, в котором находятся подвижные и способные к обмену ионы, называют ионной атмосферой ионита. [24]
На И кадре, заснятом через некоторый промежуток времени работы ионитного фильтра, мы видим, что / и 2 ряды молекул ионита обменяли все находившиеся в их ионной атмосфере белые ионы на черные 1 и поэтому хотя ионный обмен с водой у них продолжает протекать, но он не приводит к каким-либо изменениям как этих молекул ионита, так и проходящей мимо них воды. Обмен черных ионов воды на белые ионы молекул ионита переместился ниже и происходит сейчас у 3, 4 и 5 молекул. Таким образом, мы различаем здесь три зоны ионообменного материала. [25]
Для слабокислотных катионитов ион Н4, а для низкоосновных анионитов ион ОН -, перемещаются правее в ряду селективности в зависимости от степени диссоциации ионов в процессе ионного обмена. При использовании различных марок ионитов, особенно в тех случаях, когда меняется функциональная группа и в молекулу ионита введены дополнительные группы, к этим рядам следует подходить с большой осторожностью, так как при этом не исключена возможность резкого изменения порядка расположения в них ионов. [26]
Рассмотрим в самом общем виде, как протекает рабочий цикл в ионитном фильтре. Для этого мысленно проведем вертикальный разрез фильтра с ионообменным материалом и выделим элементарную струйку обрабатываемой воды, омывающую вертикальный ряд молекул ионита, причем для простоты ограничимся десятью такими молекулами. Далее представим себе, что мы можем наблюдать за элементарной струйкой через некий увеличительный прибор, позволяющий нам видеть молекулы, атомы и ионы. Тогда, если мы на протяжении рабочего цикла ионитного фильтра будем делать через некоторые промежутки времени фотоснимки этой элементарной струйки, мы получим ряд последовательных кадров, которые позволят нам увидеть, какие изменения происходят в обрабатываемой воде и в молекулах ионита в период работы фильтра. [27]
Для успешного выполнения регенерации ионообменного материала, кроме обеспечения максимально полного контакта раствора с частицами ионита, необходимо обеспечить протекание ионного обмена в нужном направлении, что зависит прежде всего от концентрации реагента в регенерац ионном растворе. Как уже указывалось, по мере прохождения регенерационного раствора через истощенный ионит он все в большей степени загрязняется удаляемыми из молекул ионита вредными ионами, что приводит к торможению процесса регенерации ионита. [28]
Для успешного выполнения процесса регенерации ионообменного материала, кроме обеспечения макси - мально полного контакта раствора с частицами ионита, необходимо обеспечить протекание ионного обмена в нужном направлении, что зависит прежде всего от концентрации реагента в регенерационном растворе. Как уже указывалось выше, по мере прохождения регенерационного раствора через истощенный ионит раствор все в большей степени загрязняется удаляемыми из молекул ионита вредными ионами, что приводит к торможению процесса регенерации ионита. [29]
 |
Схема структуры молекулы исшита. [30] |
Страницы: 1 2 3