химический каталог




Аналитическая химия редкоземельных элементов и иттрия

Автор Д.И.Рябчиков, В.А.Рябухин

La и некоторых восстанавливающихся элементов) вне зависимости от способа разделения коэффициент обогащения чрезвычайно близок единице, поэтому для выделения достаточно чистых соединений индивидуальных элементов элементарный акт процесса приходится повторять много раз. Достаточно сказать, что в классических методах дробного осаждения или кристаллизации для получении концентратов в области иттриевых рзэ с 60—80% основного компонента требовалось осуществить тысячи последовательных операций. Такая работа отнимала многие годы, требовала больших количеств исходного материала и давала лишь небольшой выход «чистых» продуктов, поэтому все усилия концентрировались на поисках такого процесса, в котором число элементарных актов на единицу времени было бы возможно более высоким.

Такой процесс был развит на основе искусственно приготовленных ионообменных смол, созданных по прототипу природных ионообменников. Сущность процесса состоит в обмене ионами водной фазы и фазы твердого обменника, часто обозначаемом термином сорбция — десорбция, подчеркивающим фиксацию ионов на определенное время на смоле. В кинетическом смысле ионный обмен протекает чрезвычайно быстро (если не учитывать иногда замедляющего влияния диффузии ионов от раствора к обменивающим группам и обратно), н в этом уже заложено требование многократности повторения элементарных актов.

Итак, ионообменное равновесие выражается простым уравнением, например, в случае катионного обмена на сульфосмолах:

[Na4p у [Na+L I •

[Ме»+

3 (_R_SO,) Na 4- МеЗ+ (—R_S03), Me + 3Na+, [Me*+]c [Na+]» [Ме»Чс ( [Na+]

(1)

[Na+tf [Me^lp

где — R — SO,— углеродный радикал с функциональной сульфогруплой; Ме5* — редкоземельный илн любой другой трехвалентный ной, а индексы «с» и <р» относятся соответственно к фазан смолы и раствора.

Процесс разделении состоит из двух стадий: сорбции разделяемых ионов на смоле и собственно разделения.

По сорбционной способности (или сродству к, ионообменной смоле) все катионы располагаются в ряд, основные закономерности которого следующие: в ряду нонов одинакового заряда сродство к смоле увеличивается с увеличением радиуса гидратированного иона, а в ряду ионов с разными зарядами сродство увеличивается с ростом заряда вона.

Таким образом, в практике сорбции ионов рзэ, во-первых, выбирают смолу в наиболее удобной форме, содержащей одновалентные катионы, чаще всего ноны Н+, NH* или Na+; во-вторых, следят, чтобы в соответствии с написанным выше уравнением lNa+]p была бы значительно меньше, чем (Na+]c. При таких условиях ионы рзэ, если, конечно, допускает емкость взятой порции смолы, практически полностью переходят из раствора в фазу смолы.

В стадии разделения также должны выполняться определенные условия. Прежде всего разделяемые ионы должны иметь различные коэффициенты распределения:

|Меа+1с А* - [Ме»Чр '

определяемые при статической методике на основании реакции (]). При этом уже -1 в стадии сорбции достигается определенное разделение, особенно заметное при динамической методике загрузки (при фильтровании раствора через слой смолы). Более прочно удерживаемые ионы концентрируются в верхнем слое» а менее прочна удерживаемые вытесняются в более низкие слои. Но эффект разделения при этом, как уже говорилось выше, еще крайне незначителен. Основное преимущества хроматографического метода как раз состоит в том, что эффект разделения, полу~ ченный в элементарном акте, может быть сравнительно легко усилен до величины, приобретающей практическое значение.

Это осуществляется в длинном слое ионообменной смолы с разделяемыми ионами в одном конце слоя путем продвижения водной фазы, представляющей, собой солевой раствор, относительно смолы. Катионы из раствора, обмениваясь с нонами рзэ, частично переводят их в раствор, который в свою очередь переносит их на свежие участки смолы, где происходит обратный процесс. Получается сдвиг зоны ионов рзэ, в результате которого первоначальное разделение компонентов смеси увеличивается. Повторяясь многократно, этот процесс приводит к тому, что на выходе из слоя смолы ионы рзэ будут вымываться в той или иной мере разделенными. Для выполнения такого промывания очень удобной геометрической, формой оказалась длинная цилиндрическая колонна, которая и употребляется сейчас для любых ионообменных разделений.

Принципиально для промывания может служить раствор, содержащий любые катионы. Весь вопрос только в выборе их концентрации, которая обеспечив вала бы достаточную десорбцию ионов рзэ в раствор и, следовательно, необходимую скорость продвижения их зоны по столбу смолы. Однако при экспериментальной проверке оказалось, что желаемая степень разделения достигается лншь-при использовании комплексообразующих агентов.

Комплексообразующнй агент, связывающий ионы рзэ в комплексы, не только понижает их заряд н, следовательно, облегчает десорбцию, но и вносит свой собственный эффект, обусловленный различной устойчивостью комплексов. Поскольку для большинства комплексообразующих агентов прочность комплексов с ио

страница 38
< 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

Скачать книгу "Аналитическая химия редкоземельных элементов и иттрия" (3.35Mb)


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

 

 

Реклама
аренда микрофонов
Рекомендуем компанию Ренесанс - деревянные лестницы в леруа мерлен фото и цены - надежно и доступно!
кресло престиж 2
склады временного хранения домашних вещей

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
(11.12.2016)