химический каталог




Физическая химия

Автор Б.П.Никольский, Н.А.Смирнова, М.Ю.Панов, Н.В.Лутугина и др.

ко удалены из готового продукта, причем созданная ими система пор и каналов в грануле ионита остается. При сорбции воды на таких макропористых ионитах* часть ее входит в твердую фазу, заполняет макропоры, но при этом не изменяется объем гранулы.

* В отличие от макропористых ионитов все остальные ионообменные органические смолы называют гелевыми.

Набухание и перенос растворителя — процессы, сопровождающие обмен ионов на органических ионитах. Чем концентрированнее раствор, контактирующий с ионитом, тем меньше набухание, но более выраженной при этом может оказаться необменная или молекулярная сорбция электролита. Необменную сорбцию электролита рассматривают либо как распределение молекул электролита между фазой ионита и фазой раствора, либо как проникновение внешнего раствора электролита между цепями полимерного каркаса (в первом случае зерно ионита рассматривается как гомогенная фаза, во втором — как гетерогенная). Необменная сорбция — это второй процесс, сопровождающий реакцию ионного обмена, проявление которого заметно при высоких концентрациях внешнего раствора (обычно > 1 М).

За последние годы достигнуты определенные успехи в синтезе особо специфичных ионитов, в структуре которых содержатся функциональные группы комплексообразователей или оса-дителей, а также жидких ионитов, представляющих собой растворы электролитов в органическом растворителе. Так, растворы аминов с достаточно длинной цепью (обычно 18—27 атомов С) в хлороформе, бензоле, нитробензоле и других органических растворителях обладают анионообменными свойствами. Кислоты, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях, не смешивающихся с водой, могут быть исходным материалом для изготовления жидких катионитов. Пример тому — сложные диалкиловые эфиры фосфорной кислоты и.мо-ноалкиловые эфиры алканфосфоновых кислот (с общим числом атомов С 10—17).

Способность к ионному обмену многих неорганических веществ, главным образом алюмосиликатов, известна давно. Уже в конце прошлого столетия некоторые природные и синтетические алюмосиликаты нашли применение для умягчения воды, очистки сахарного сиропа от калия. Однако известные в то время неорганические иониты (глинистые минералы, синтетические алюмосиликаты—пермутиты) обладали низкой химической устойчивостью и небольшой обменной емкостью, ограничивших их применение. Появление синтетических ионообменных смол привело к длительному забвению неорганических ионитов. Однако развитие в послевоенные годы радиохимии и атомной энергетики потребовало создания радиационно и термически стойких ионообменных материалов, обладающих к тому же высокой селективностью. Этим требованиям не удовлетворяли имевшиеся в то время органические ионообменные смолы, и внимание исследователей разных стран вновь привлекли неорганические соединения.

В настоящее время известно, что способность к эквивалентному и обратимому обмену ионов — общее свойство многих труднорастворимых соединений: оксидов и гидроксидов многовалентных металлов; фосфатов; ферроцианидов; сульфидов; труднорастворимых солей гетерополикислот. Синтезировано также более пятидесяти типов кислородных соединений, включающих 1—2 элемента IV—VI групп периодической системы (иониты типа фосфата циркония).

В отличие от органических, неорганические иониты могут быть не только аморфными, но и кристаллическими, а также стеклообразными. Способность сорбировать растворитель для большинства неорганических ионитов мала и сорбция растворителя не сопровождается значительным изменением объема — параметры полимерной решетки изменяются незначительно (на несколько процентов), за исключением слоистых структур.

Многие неорганические иониты способны в зависимости от условий (главным образом в зависимости от рН раствора) к обмену катионов или анионов. Иногда обмен катионов и анионов протекает одновременно. Как и в случае ионообменных смол, для неорганических ионитов возможна молекулярная (необменная) сорбция электролитов.

Из-за относительной жесткости кристаллической решетки для неорганических ионитов в большей степени, чем для органических, характерно проявление ситового эффекта — частичного или полного исключения сорбции ионов, диаметр которых превышает диаметр полостей и каналов полимерной решетки.

Ионный обмен и сорбция часто сопровождаются образованием прочных соединений с полимерным каркасом, а также фазовыми превращениями — перестройкой кристаллической решетки, появлением новых фаз.

В силу этих причин селективные свойства неорганических ионитов обычно более многообразны, чем органических ионообменных смол.

Кристаллическая структура многих неорганических ионитов— алюмосиликатов, ферроцианидов, оксидов, сульфидов — достаточно хорошо изучена, что облегчает понимание природы ионообменных свойств этих соединений.

Для большинства неорганических кристаллических веществ характерно полимерное строение Молекулярные решетки встречаются чрезвычайно редко, что было установлено уже в первых рентгеноструктурных исследованиях. Тогда же было показано, что координационное число элементов кристаллической решетки, как правило, больше числа его обычной валентности (степени окисления), что позволяет рассматривать неорганические полимерные соединения как комплексные. Комплексные составляющие таких неорганических полимеров можно условно выделить на основании анализа кристаллической структуры.

Т&к, алюмосиликаты построены из тетраэдров [SiO* Здесь и далее числитель в индексе при кислороде — координационное число Si (А1 и др.), знаменатель — координационное число кислорода.

В солях гетерополикислот противоионы коменсируют заряд более сложных комплексных радикалов. Например, полимерный' каркас фосфоровольфрамата аммония (NH4)з IPW|2O40] -яНгО

строится из анионов [PWi2O40]3- {точнее из fP04/4(WOOi/40+/2)12]3"}, заряд которых компенсируется противоионами NHJ.

Заряд анионного каркаса ферроцианидов железа

[Fe(III)2_JCFe(II)x(CN)6]JC~ определяется соотношением Fe(II) и Fe(III). Заряд каркаса может быть задан как при синтезе, так и в результате гетерогенных окислительно-восстановительных реакций уже на готовом образце.

Кристаллическая сурьмяная кислота (эмпирическая брутто-формула Sb205-4H20) представляет собой полимерное соединение, построенное из октаэдров [SbOe/2]~, заряд которых компенсируется ионом Н30+; поэтому более правильна такая запись формулы сурьмяной кислоты:

Н30+ • Sb06/2 • 7гН20 или Н30 • SbCv72H;0.

Сурьмяная кислота — представитель оксигидратных сорбентов, полимерный каркас которых построен из заряженных комплексных составляющих.

Однако большинство изученных в настоящее время сорбентов этого типа построено из нейтральных составляющих, нап

страница 198
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261

Скачать книгу "Физическая химия" (6.95Mb)


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

 

 

Реклама
купить кружку
кровать из массива 80x200 c выдвижными ящиками
детская вратарская футбольная форма купить
Раскладной столик Kitai ST9345

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
(23.01.2017)