химический каталог




Высокомолекулярные соединения

Автор A.M.Шур

лектролитов от примесей электролитов, желательно, чтобы иониг обладал максимальной емкостью, чтобы «концентрация) диссоциированных ионогенных групп в нем была по возможности больше.

Если нужно отделить большие ионы от более мелкихг то применяют малонабухающие иониты с высокой «концентрацией» мостиков. «Молекулярное сито» подобных полимеров, будучи проницаемым для маленьких ионов, адсорбирует их, но не поглощает более крупных. Тем самым обеспечиваются высокая селективность процесса и хорошее разделение ионов

При контакте катионита вида (RM)^ с разбавленным раствором

сильного электролита М+А~ величина [М+] в ионите будет значительно больше, чем [М+] в растворе, а [А-] — меньше [А-]. Вследствие того, что концентрация их

в двух фазах различна, небольшие

подвижные ионы будут стремиться выравнивать ее путем диффузии,

а это приведет к нарушению электронейтральности раствора, к возникновению положительного пространственного заряда в растворе

и отрицательного в ионите. В результате установится равновесие

Доннана [14] между градиентом

концентрации, вызванным диффузией, и электростатическим потенциа- Раствор Ионит

лом, препятствующим ей, и на границе катИОНИТ—раствор (рис. 191) Рис. 191. Схема распределения зарявозникнет разность потенциалов— *ов ионов вблизи границы между no's г v А нитом и раствором

доннановскии потенциал v v

На основании изложенных представлений можно вывести дтя рК слабого сшитого полиэлектролита уравнение, напоминающее аналогичное выражение для растворимой поликислоты (XIII.9), и вычислить с его помощью рК активных групп и емкость ионита при заданном значении рН раствора Однако для практических целен обычно достаточно определить кажущуюся константу диссоциации /Ск, которая рассчитывается по результатам потенциометриче-ского титрования катионита щелочью, т. е по зависимости количества поглощенных им ионов Na+ от рН равновесного раствора, одновременно можно установить область рН, где «работает» слабокислый ионит

Для вывода расчетного уравнения исходят из того, что внутри ионнта RH

степень диссоциации а=—— . откуда — -. Кроме того, допус[R-1-HRH] [RH] 1-а

кается в первом приближении, что найденное в результате титрования отношение концентраций ионов натрия и_ водорода такое же, как в фазе ионита, т. е.

I^?il_sJ^?iL или [Н+] = ?1ШИ1Р Подставляя найденные значения [H+J

[Н+1 [Н+] [Na+1

[R-] lH+J /с

и [R_]/LRH] в уравнение константы диссоциации, получаем zzz =АК=a [Na+][H+] „ -. При а=0,5, когда половина кислотных групп нейтрализм

1—a (Na + J а" 0,5

вана - =- г~г = 1 и концентрация оставшихся без изменения активных

1—а 1—0,5

pq

групп —-— = [Na+) ([X]—общая концентрация диссоциированных и недиссоциированных групп; [Na+] отвечает расходу щелочи при а=0,5). В этих условиях, можно написать:

[Na+] [X]

откуда pKK = pH-f-lg[Na+] — lg-y.

Нередко пользуются уравнением Никольского [15], основанным н* законе действия масс:

где тх и т2 — равновесные концентрации обменивающихся ионов, связанных с ионитом; Сх и С2 — концентрации этих же ионов в объеме раствора: гх и z2 — их валентности (заряды). Константа равновесия К, которая называется константой ионообмена, обычно имеет порядок нескольких единиц, не превышая 10. В случае селективных ионитов процесс обмена сопровождается образованием ковалентной или донорно-акцепторной связи активных групп ионита с новыми ионами и величина К гораздо больше (~ 102 — 104), что указывает на высокую избирательность ионита по отношению к соответствующим ионам.

Уравнение Никольского показывает, что равновесная концентрация обменивающихся ионов зависит не только от С1 и С3, но также от величины зарядов гх и г2. Особенно сильно протекает поглощение поливалентных ионов, причем эта селективность проявляется наиболее ярко в разбавленных растворах. На самом деле, если разбавлять раствор таким образом, чтобы соблюдалось условие

—L = ? = const, и заменить в уравнении Никольского Сг на C2kt

'2

тогда

_J ^ i sel1** - 1г"

Для частного случая обмена ионов Са2+ (z1 = 2) из раствора на ионы Na+ (г2==1) в ионите имеем

mV2 k1?2

Щ 2 cf2

откуда следует, что с уменьшением абсолютной концентрации раствора (снижение С2) возрастает отношение m\l2Jmit т. е. увеличивается доля поливалентного иона, адсорбированного полимером. Наоборот, при высоких концентрациях будут адсорбироваться преимущественно однозарядные ионы.

Эти особенности процесса ионообмена учитываются на практике. Например, при смягчении водопроводной воды благодаря низкой концентрации раствора происходит избирательное поглощение ионов Са2+ н Mg2+, ионы Na+ при этом практически не адсорбируются. Во время регенерации нонита, когда его обрабатывают концентрированным раствором NaCl, ионы двухвалентных металлов вытесняются из полимера ионами Na+. Теперь регенерированный ионит, находящийся в натриевой форме, может быть снова использован для удаления магния и кальция из воды. При обмене натрня в ионите на трехвале

страница 249
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Высокомолекулярные соединения" (7.26Mb)


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

 

 

Реклама
GWHV.75.0279
Обвалочные ножи Немецкие купить
ногтевое обучение электросталь
купить дверные ручки linea cali spirit 1451

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
(08.12.2016)