химический каталог




Физическая химия

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

ример, ТЮ2 из [ТЮб/3]°, А1(ОН)3 — из [А1(ОН)6/2]° и т. д. Ионообменные свойства таких нейтральных каркасов определяются поверхностными комплексами металла (Ti, А1), координационная сфера которого достраивается за счет присоединения молекул Н20

(иногда с последующей диссоциацией Н20 т=* Н+ + ОН~), анионов и катионов раствора, которые и определяют суммарный заряд поверхности.

Таким образом, и органические, и неорганические иониты— полимерные соединения. У первых активные группы (остатки кислот и оснований) присоединяются к полимерному каркасу, а у вторых «активные группы» могут быть составляющими самого полимерного каркаса. Характерно, что в кристаллических решетках противоионы компенсируют заряд не одной комплексной группировки, а нескольких, поэтому можно говорить о координационном числе комплексных составляющих относительно противоионов. В случае неорганических ионитов термин активный центр предпочтителен термину «активная группа».

Следует отметить, что для объяснения ионообменных свойств оксигидратных сорбентов часто привлекается схема диссоциации М—ОН-групп по кислотному или основному механизму, предложенная в «дорентгеноструктурный» период в конце прошлого века, для объяснения амфотерности оксидов и гидроксидов. Схема не учитывает комплексный характер оксигидратных соединений, многочисленны примеры несоответствия между ионообменной емкостью и количеством ОН-групп.

Одна из основных физико-химических характеристик любого ионита — его обменная емкость или обменная способность. Количество активных групп, определяющих максимальную обменную емкость, в данном ионите всегда постоянно, но их способРис. XI. 1. Зависимость обменной емкости от рН (рОН) для ионитов различных типов.

ность к обмену зависит от природы групп, а также от типа и концентрации в растворе обменивающихся ионов. По этой причине величина емкости будет неопределенной, если не указаны условия, при которых она измерена. Массовая обменная емкость Гм — это количество эквивалентов (экв) данного иона Мг+, поглощенного 1 кг ионита (экв/кг или мэкв/г), находящегося в равновесии с раствором, имеющим определенную концентрацию (активность) этого иона и Н+-ионов. Объемная обменная емкость— это число мэкв иона, поглощенных 1 см3 набухшего ионообменного материала. Если все способные к обмену ионы ионита замещены ионом М, то обменная емкость называется полной

(предельной) ГмПоскольку иониты обладают кислотными или основными свойствами, то при обмене в водных растворах очень большое значение имеет рН среды. В основу предложенной Никольским классификации ионитов, положена зависимость обменной способности от рН.

/ тип: иониты, проявляющие свойства сильных кислот или сильных оснований.

Катиониты этого типа характеризуются легкостью вытеснения из них Н+-ПОНОВ различными другими катионами. Если графически изобразить Гм — количество поглощенных катионитом ионов металла М при постоянной концентрации их в растворе, в зависимости от рН равновесного раствора, то получится кривая /, изображенная на рис. XI. 1.

Обменная способность катионитов / типа по отношению к ионам металла Мг+ (Гм) быстро возрастает с ростом рН раствора и уже при малых значениях рН достигает предела Гм, когда практически все Н+-ионы вытеснены из ионита ионами М. При дальнейшем возрастании рН обменная способность остается постоянной (равной Г^).

Аниониты этого типа характеризуются, легкостью обмена ионов ОН- на анионы различных кислот. Графически зависимость обменной способности (ГА) анионита / типа (по отноше: нию к какому-либо аниону А) от рОН должна выражаться той же кривой (см. рис. XI. 1), если по оси абсцисс вместо рН отложить рОН. Положение кривой / несколько смещается в горизонтальном направлении при изменении концентрации в равновесном растворе ионов Мг+ (или Аг_)_.

Примером ионитов / типа могут служить катиониты, содержащие сульфогруппы, и аниониты с группами четвертичного аммониевого основания.

// тип: иониты, проявляющие свойства слабых кислот или оснований.

Обменная способность Гм монофункциональных катионитов этого типа при низких значениях рН незначительна. При более высоких значениях рН обменная способность такого катионита

начинает быстро возрастать, достигая предельного значения Гм-Таким образом, изменение обменной способности Гм катионитов

этого типа от нуля до Гм происходит в довольно узкой области рН (см. рис. XI. 1, кривая //). Положение этой области зависит от концентрации иона Мг+ и природы ионита: чем слабее выражены его кислотные свойства, тем более высоким значениям рН соответствует подъем кривой.

Монофункциональные аниониты этого типа характеризуются тем, что при низких значениях рОН (т. е. высоких значениях рН) анионы кислот почти не поглощаются и не вытесняют ОН~-ионов. При более высоких значениях рОН обменная способность анионита в узком интервале рОН возрастает и достигает предельного значения Гд (кривая //). У анионитов, аналогично катионитам, положение области возрастания Гд зависит от силы анионита как основания: чем более слабым основанием является анионит, тем более кислым растворам соответствует эта область.

В катионитах // типа могут быть активные группы, характерные для слабых кислот, например, —СООН, —ОН и др. Аниониты // типа могут содержать активные группы —NH3, или =NH2+, или =NH+.

/// тип: иониты смешанного типа, проявляющие свойства смеси сильной и слабой кислот или оснований.

Зависимость обменной способности Гм (Гд) таких ионитов от рН (рОН) изображается кривой ///. При низких значениях рН (рОН) идет обмен катионов металлов (анионов кислот) на ионы Н+(ОН~), соответствующие сильной кислоте (основанию). При более высоких значениях рН (рОН) начинается обмен ионов Н+(ОН~), соответствующих слабой кислоте (основанию).

Иониты этого типа имеют два предельных значения обменной способности: Гм и Гм- Величина Гм представляет собой ту обменную емкость ионита, которая обусловлена присутствием в нем сильнокислотных или сильноосновных групп; Гм =ГМ —

— Гм представляет собой ту обменную емкость ионита, которая обусловлена присутствием какой-либо из групп, характерных для слабой кислоты (основания).

Примерами ионитов ///-типа могут служить некоторые суль-фофеноловые смолы, содержащие группы —ОН и —S03H, и

аниониты, содержащие, например, группы^ЫН+ и =N+. 674

IV тип: иониты, обменная способность которых непрерывно возрастает по мере повышения рН (для катионитов) или рОН (для анионитов) в широком интервале их значений (кривая IV).

Такие иониты ведут себя подобно смеси многих кислот или оснований различной силы (например, подобно универсальным буферным смесям). У ионитов IV типа часто нельзя бывает определить предельное значение обменной способности, так как даже при очень высоких значениях рН (рОН) обменная способность их продолжает изменяться.

Типичные примеры ионитов IV типа — почвы, глины, некоторые синтетические неорганические иониты. Особенностью ионитов IV типа является то, что их обменная способность изменяется постепенно в широком интервале рН. Иными словами, эти иониты проя

страница 199
< 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
где сделать фолликулометрию в москве отзывы
http://taxiru.ru/zakon69-2/
такси автобусы
купить оригинальные таблички для собак

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
(17.10.2017)