химический каталог




Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть 2.

Автор Большаков К.А.

зико-химический процесс, связанный с различными реакциями в растворах и переносом вещества через поверхность раздела фаз. Растворенное вещество распределяется между фазами в определенном закономерном соотношении. Закон распределения, открытый М. Бертло и Юнгфлейшем и обобщенный В. Нерстом, можно формулировать так: растворенное вещество распределяется между двумя несмешивающимися фазами так, что отношение равновесных концентраций вещества в обеих фазах не зависит от общей концентрации, если в каждой фазе вещество имеет один и тот же молекулярный вес. Закон В. Нернста не является строго термодинамическим и выполняется в частных случаях для разбавленных растворов (МО"3— Ь 10"5 моль/л):

—, (Ю8)

где Ко— константа распределения; с0 и св—концентрации вещества в органической и водной фазах.

Условием равновесия при распределении вещества, как и в любой другой гетерогенной системе, является равенство химических потенциалов всех компонентов системы в обеих фазах:

V-'i = Ъ • (109)

Химические потенциалы распределяемого вещества в водной и органической фазах (ц.в и ц.0) равны:

Рл=Гв+ЯТ\пав, (ПО)

^0= f*o + ^rinao. (ш)

где JXBH ц,0 — химические потенциалы в стандартном состоянии; за стандартное состояние принимают либо чистое вещество, либо, как в данном случае, гипотетический раствор, обладающий некоторыми свойствами бесконечно разбавленного раствора (у_= 1 при с-»-0); ав и аа— активности в водной и органической фазах. Из (109) получим:

рв+RT In аа='р0+ДТ\па0, (112)

а0/ав = exp ((*„ — (i0)/#7\ (113)

При данной температуре правая часть уравнения (ИЗ) — величина постоянная; обозначим ее через К'*~ехрОв-ДоУ*Г. (114)

Активность распределяемого вещества в органической фазе пропорциональна активности в водной фазе:

a0fa3 = 'K* aQ = KaB. (115)

Для экстракционных равновесий справедливо правило фаз Дж.

Гиббса: '

v = k + 2 — у,

где v — число степеней свободы; k — число компонентов; ср — число фаз.

Если между двумя фазами распределяется одно вещество, то при постоянных температуре и давлении система моновариантна. Это означает, что заданной концентрации вещества в одной фазе будет соответствовать строго определенная концентрация его в другой. К этому выводу можно прийти на основании уравнения (115). Его можно получить, рассматривая экстракцию как химическую реакцию:

Мев+ + vA; MeAVft.

На основании закона действующих масс I MeA \

где в фигурных скобках — активности ионов или соединений.

Термодинамическая константа экстракции определяется природой экстрагента, свойствами распределяемого вещества и температурой. Если экстракция сопровождается образованием сольватов в органической фазе, то она описывается уравнением (116), а закон действующих масс приводит к выражению (117):

Ме%+ -f- vA" 4 пъ ^> МеАч ? nS, (116)

{МеАч • п$} [MeAv . пЩ 7с

К= {Mev+}{A-}MS}« = lMev+][A-r Т^М ' (П7>

где в фигурных скобках — активности, в квадратных — концентрации; у±—коэффициент активности соединения в водной фазе; "ус — коэффициент активности сольвата; у0— коэффициент активности экстрагента; S — экстрагент.

Экспериментально определяемая характеристика экстракционного процесса — коэффициент распределения:

D = — (118)

Коэффициент распределения — отношение аналитических концентраций, т. е. включающих все виды соединений данного компонента в органической (с0) и водной (св) фазах при равновесии. Это сложная функция концентраций и коэффициентов активностей, а поэтому в общем случае — переменная величина. Коэффициент распределения выразим через константу экстракции: его выражение из (119) подставим в (117), получим (120):

D= 1 , (119)

[Mev+]

*> = К[А~ГY±+1 Ил То /Тс (120)

Строгий термодинамический анализ экстракционных равновесий не всегда возможен из-за отсутствия данных о коэффициентах активностей (прежде всего органической фазы). Поэтому вместо термодинамической константы часто пользуются эффективной (/С) и кажущейся

~{К) константами:

К = К~=К 1\ . (121)

То Т± То

При расчете эффективной

страница 190
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205

Скачать книгу "Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть 2." (3.06Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
канальные датчики температуры воздуха ni1000
купить клюшки для флорбола в москве
скамья чугунная эклектика
Рекомендуем компанию Ренесанс - деревянная лестница п-образная - быстро, качественно, недорого!

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.10.2017)