Cтраница 2
В настоящей главе рассматриваются основные вопросы кинетики обмена противоионов между двумя фазами: ионитом и раствором. Автор сознательно не касается сложных процессов, протекающих в ионообменных колонках. Такие явления, как поглощение электролита и растворителя, мембранная проницаемость и катализ, упоминаются лишь в связи с обсуждением кинетики обмена противоионов. [16]
При ионном обмене ионы статистически распределяются между раствором и зернами ионита при соблюдении условия электронейтральности. Поры в каркасе или сетке ионита обычно не имеют правильной геометрической формы, это - промежуточные пространства между звеньями высокомолекулярного соединения. Силы электростатического взаимодействия между функциональными группами на каркасе и с различными по химическому составу противоионами неодинаковы. Функциональные группы неподвижны, противоионы и коионы подвижны. На точно стехиометрический процесс накладываются явления адсорбции и поглощение растворителя. Однако обмен противоионов различного химического состава происходит как диффузионный процесс. [17]
Бойд, Адамсон, Мийерс разделили перенос противо-ионов на три процесса: 1) диффузию из объема раствора к поверхности зерен ионита ( пленочная диффузия), 2) диффузию противоионов внутри зерен ионита, 3) химический обмен противоионов А и В у функциональных групп в ионите. В первых двух стадиях противоионы А и В движутся навстречу друг другу в эквивалентных количествах. Этот процесс идет быстро, и равновесие может установится почти мгновенно. Но если доступ к функциональным группам затруднен, то скорость обмена может быть малой. В сильно набухшем полистирольном ионите равновесие достигается через несколько секунд. Напротив, в сульфированном фенольном катионите для достижения равновесия требуется 90 мин. Третья стадия - обмен противоионов у функциональных групп - идет очень быстро. Иногда и этот процесс задерживается, но редко. Определяющими являются пленочная диффузия и диффузия в зернах ионита. [18]