Обмен - натрий
Cтраница 4
Обмен проводили при комнатной температуре. После обмена цеолит отмывался от солей спиртово-аммиачпым раствором во избежание разрушения комплексных групп в результате гидролиза. В табл. 4 указаны синтезированные нами металламмиачные цеолиты и степень обмена натрия на комплексные катионы. Меньшая степень обмена наблюдается у цеолита типа А, что вызвано стерическими затруднениями. В таблице также приведены данные о термической устойчивости металламмиачных цеолитов. Однако даже при 300 в цеолите еще остается аммиак. Следовательно, до 300 в цеолите наряду с катионом-комплексо-образователем находятся также и комплексные катионы. [46]
При пропускании молока через колонки с катионитами количество кальция резко снижалось. Йодный обмен происходит в первую очередь за счет ионизированного кальция, однако вследствие нарушения солевого равновесия происходит обмен натрия и калия на кальций в белковых соединениях и в растворимых фосфатах с образованием соответствующих натриевых и калиевых солей. Уменьшение содержания свободных ионов, а также замена ионов щелочноземельных металлов на щелочные, резко изменяют свойства молока и, в первую очередь, вязкость, способность свертываться и связывать свободную влагу. Вязкость молока, пропущенного через колонку, была значительно выше вязкости молока до обработки. [47]
Бруксом [9] опубликованы обширные исследования механизма накапливания калия в протоплазме клеток Nitella. У прореферированы работы Хогланда, Стоута и др. о поглощении и переносе минеральных элементов в растениях. На основании исследований, производившихся с меченым натрием, установлено, что абсорбция представляет собой поверхностное явление, включающее в себя обмен ионного натрия с натрием, находящимся на поверхности в структурах, идентичных гидроксиапатиту. [48]
Некоторые из этих данных сведены в габл. Стильбит отличается высокой избирательностью к цезию и калию. Изотерма обмена для пары Sr2 - 2Cs имеет S-образную форму, причем по мере увеличения степени замещения стронция на цезий селективность меняется на обратную. С возрастанием температуры обмена натрия на цезий от 23 до 85 С избирательность по отношению к цезию резко снижается. Как видно из приведенных в табл. 7.14 данных, в эрионите при обмене калия на натрий часть калия остается незамещенной. [49]
Исследован процесс ионного обмена катионов цезия, стронция и редкоземельных элементов на синтетических цеолитах с целью выяснения возможности использования их как носителей радиоактивных элементов для источников ионизирующего излучения. Показано, что оптимальным для этих целей ионо-обмешшком является цеолит NaX. Определены обменные емкости этого цеолита, составляющие 4.45 мг-экв. Получены данные по равновесию обмена натрия на указанные катионы в статических условиях на цеолите NaX. Было установлено, что избирательность цеолита к катиону тем больше, чем больше заряд иона и его радиус. Изучена кинетика процесса обмена и найдены значения коэффициентов диффузии и энергии активации. Показано, что с увеличением радиуса иона коэффициенты диффузии уменьшаются, а энергия активации увеличивается. [50]
Шерцер и Басе [40] провели подробное ИК-спектроскопическое исследование ультрастабильного цеолита Y и предшествующих ему промежуточных продуктов стабилизации. Пользуясь методами, разработанными Мак-Даниэлем и Меиером [84], они приготовили ультрастабильные цеолиты двух типов. Цеолит I типа был приготовлен следующим образом: исходный цеолит Y перевели в Ш4 - форму, прогрели при 540 С, после этого подвергли дополнительному обмену на КН - ионы и вновь прогрели при 820 С. Цеолит II типа был получен двукратным обменом натрия на ионы аммония с промежуточным прогреванием при 760 С. [51]
Повышение температуры до 82 С и увеличение длительности обмена приводит к частичному замещению натрия в этих положениях. На рис. 7.9 показаны изотермы обмена в цеолите NaX иона натрия на трехвалентные редкоземельные ионы, такие, как лантан. Скорость процесса обмена определяется, вероятно, стадией отщепления молекул воды от редкоземельных ионов в больших полостях. Подобные результаты получены и при изучении обмена натрия на иттрий. Недоступность малых полостей для ионов лантана обусловлена высокой энергией дегидратации. При температурах выше 82 С изотерма обмена, очевидно, имеет необратимый характер. Степень обмена крупных органических ( алкиламмоние-вых) катионов в цеолите X уменьшается с увеличением размера алкильпых групп или с увеличением числа таких групп, замещающих водород в ионе аммония ( см. разд. [52]
Такие требования касаются не только тривиального стремления к повышению механической прочности и полной обменной емкости ионитов, но и в первую очередь к величине, характеризующей ионообменное равновесие - к константе обмена ионов. В силу цикличности процессов, чередующихся стадий сорбции и регенерации, очевидна неправомерность стремления к ее максимальному значению. Это соответствует катиониту КУ-2 с более высокой константой обмена натрия. [53]
 |
Изотермы обмена на цеолите Z ( K-F при 25 С в 0 1 н. растворе хлорид-иона. [54] |
Так, например, при обмене на калий кубическая структура переходит в тетрагональную, одновременно объем элементарной ячейки сокращается на 60 А3 - Это связано с уменьшением содержания воды при обмене натрия на калий от 12 до 8 молекул на элементарную ячейку. Цеолит Р высокоселективен по отношению к тяжелым щелочным катионам - рубидию и цезию. Он также проявляет значительно большую избирательность к натрию по сравнению с литием. При переходе к двухвалентным катионам стронцию и барию селективность возрастает еще больше. Обмен натрия на барий в цеолите Р проходит настолько избирательно, что вплоть до степени обмена А / 0 5 барий практически количественно извлекается из раствора. [55]
В смесительную емкость загружают в определенных соотношениях, зависящих от типа производимых молекулярных сит, едкий натр, силикат ( или золь кремниевой кислоты) и алюминат натрия. Смесь перемешивают до получения гомогенной среды. Полученный гель перекачивают в кристаллизатор, где его выдерживают при температуре около 100 С в течение нескольких часов в зависимости от требуемой кристаллической структуры цеолита. Процесс кристаллизации контролируют качественными испытаниями, включающими и рентгеноструктурный анализ. После завершения кристаллизации кристаллы отфильтровывают, промывают водой и направляют на формование и обжиг. Если требуется провести обмен натрия в кристалле на ионы кальция или другие катионы, то с помощью винтового транспортера кристаллическую массу с фильтра подают в емкость, где ее смешивают с раствором соли соответствующего металла. [56]
Общая доля свободного объема в жестком кристалле цеолита должна оставаться постоянной, поэтому величина объема, занимаемого разными катионами, влияет на число молекул воды, заполняющих оставшийся объем. Самое большое содержание воды - 30 молекул на ячейку - наблюдается в цеолите СаА, в котором число катионов в два раза меньше. Стериче-ские эффекты при ионном обмене играют такую же роль, как и при адсорбции; структура оказывает ионноситовое действие, которое зависит от размера обменивающегося иона ( см. гл. Заместить ионы натрия на ионы лития и магния значительно труднее, чем на другие катионы. С ионами бария можно провести ионный обмен, но при последующей дегидратации структура кристалла разрушается, вероятно, из-за большого размера и заряда ионов бария. Обмен натрия на цезий можно провести лишь частично. [57]
Страницы: 1 2 3 4