Скорость - установление - ионообменное равновесие
Cтраница 2
Хроматографическое разделение сложных смесей, отдельные компоненты которых мало отличаются своими сорбционными свойствами, также рекомендуется проводить с использованием катионитов, обладающих большой набухаемостью, так как с увеличением степени пабухае-мости повышается скорость установления ионообменного равновесия и облегчается процесс проявления колонн. Все это способствует образованию более четких зон разделения ионов. [16]
Поглощение ионов из р-ра сопровождается строго эквивалентным вытеснением подвижных ионов И. Скорость установления ионообменного равновесия определяется степенью ионизации И. [17]
Иногда реакция обмена протекает так медленно, что истинное равновесие практически не наступает. Скорость установления ионообменного равновесия зависит от многочисленных факторов, в том числе свойств ионообменника и растворителя. [18]
Поглощение ионов иа р-ра сопровождается строго эквивалентным вытеснением подвижных ионов И. Скорость установления ионообменного равновесия определяется степенью ионизации И. [19]
Кроме того, при наличии связи металла лишь с одной имино-диацетатной группой ионита отрыв катиона от полимера требует одновременного разрушения лишь трех связей. Это позволяет считать, что предположения ряда авторов [133] о лимитировании скорости установления ионообменного равновесия реакциями комплексообразования на ионите маловероятны. [20]
Набухание ионитов играет важную роль в ионном обмене: от него зависят такие факторы, как доступность ионогенных групп и скорость установления ионообменного равновесия. Изменение объема ионита - сжатие или расширение, связанные с сорбцией воды, необходимо учитывать при практическом применении ионитов: при заполнении колонок, при переводе ионита из одной ионной формы в другую. [21]
В большинстве случаев карбоксилсодержащий ионит применяют в солевой форме, заменяя ион водорода на ион натрия, кальция или аммония. В солевой форме сорбент полностью ионизирован и замещение однозарядного катиона на многозарядный происходит в нейтральной или даже слабокислой среде с достаточно высокой скоростью и полнотой. Так, например, скорость установления ионообменного равновесия при обмене иона водорода карбоксильной группы на ион калия составляет 7 дней, в то время как обмен иона натрия на ион кальция для того же сорбента длится всего 2 мин. Применение карбоксилсодержащих ионитов в процессах извлечения катионов из нейтральных или щелочных растворов тем более целесообразен, что поглотительная способность их в 2 - 3 раза превосходит емкость лучших образцов нерастворимых сульфокислот. [22]
Порошкообразные иониты отличаются большой скоростью ионообмена. Для фосфорнокислых и сильноосновных полная обменная емкость ( ПОЕ) реализуется за 2 - 2 5 часа, для слабоосновных, имеющих большую величину СОЕ, - за 8 - 12 часов. Для сравнения у анионита АН-2Ф ПОЕ устанавливается за 60 - 300 часов контакта с раствором [121], а для АН-1 при ПОЕ, равной 4 2 мг-экв / г, через 720 минут достигается обменная емкость 0 26 мг-экв / г. Для порошкообразных ионитов скорость установления ионообменного равновесия зависит от величины СОЕ и увеличивается с ее возрастанием. [23]
Полученные препараты обладают важным преимуществом перед существующими органическими ионообменными смолами: большой скоростью установления ионообменного равновесия, особенно при малых концентрациях ионов в растворах. В качестве примера на рис. 2 сопоставлены кривые установления ионообменного равновесия в растворе NaCl концентрации 2 10 N для ионита КУ-2 и для полученного нами ионообменника на основе белой сажи и полистирола с последующим сульфированием. Как следует из рисунка, в нашем случае скорость установления равновесия значительно выше. Интересно также отметить, что на минерально-органических ионообменных материалах скорость установления ионообменного равновесия не лимитируется внутренней, так называемой голевой, диффузией ионов, как это имеет место в случае обычных ионообменных смол. Стрелкой указан момент извлечения сорбента из раствора на 12 час. [24]
Затем через колонку пропускают небольшое количество воды, достаточное для вымывания буферного раствора, задержанного на поверхности зерен ионита. NaOH ( анионит) и определяют в фильтрате количество вытесненных ионов. Метод можно применять к любым ионитам, но следует учитывать скорость установления ионообменного равновесия. [25]
 |
Схема структуры зерна ионита. [26] |
В последнем случае противоионами, образующими диффузный слой, являются ионы, переходящие в раствор в процессе диссоциации. Ионы диффузного слоя обладают повышенным запасом кинетической энергии и могут выходить из диффузного слоя в раствор, но при этом из раствора в диффузный слой должны переходить ионы того же знака заряда. Следовательно, реакции ионного обмена подчиняются правилам, характерным для реакций обычных электролитов, в частности правилам эквивалентности обмена ионов и обратимости этого процесса. Кроме того, при ионном обмене большое значение имеют селективность и скорость установления ионообменного равновесия. [27]
Желательно подбирать такие условия сорбции, тори которых микрокомпонент сорбируется, а макрокомпонент не сорбируется. Это позволяет уменьшить размеры колонок и объем раствора. Условия должны обеспечить максимальное концентрирование сорбируемого вещества в узкой полосе на колонке. Если скорость установления равновесия в растворе близка к скорости установления ионообменного равновесия, то разделения различных комплексных соединений не происходит. Если же равновесие в растворе устанавливается медленно, то разделение достигается; например, это относится к комплексным соединениям трехвалентного хрома и к разделению полифосфатных комплексов. [28]
В отличие от натриевой формы, обмен на кальциевой форме монтмориллонита осложнен образованием вторичных агрегатов в суспензии и прочностью связи указанного катиона с поверхностью минерала. Эти факторы, естественно, оказывают некоторое влияние на кинетику обмена, как уже отмечалось выше. Как видно из рисунка ( кривая б), экспериментальные точки не укладываются на прямую линию. Это отклонение от прямолинейности характеризует влияние рассмотренных выше факторов на пленочную кинетику обмена. Таким образом, из приведенных экспериментальных результатов следует, что скорость установления ионообменного равновесия на глинистых минералах зависит от ряда специфических факторов. Для получения количественных характеристик ионного обмена ( констант обмена, термодинамических функций) необходимо прежде всего располагать достоверными сведениями о кинетике этого процесса. [29]
Страницы: 1 2