Диффузный слой

Рис. 5-1. Схема диффузного слоя ионов у верхности твердой фазы.

В практике водоподготовки почти исключительное применение находят процессы замещения ионов диффузного слоя твердой фазы ионами, находящимися в растворе (а не молекулярная адсорбция ионов), почему и процесс являющийся по существу процессом замещения одних ионов другими, получил название обмена ионов или ионного обмена (в дальнейшем под термином адсорбция ионов мы будем подразумевать только обмен ионов). [c.169]

Увеличение степени диссоциации, повышая заряд твердой фазы, создает тем самым условия для образования более плотного диффузного слоя вокруг ионита, а следовательно, увеличивает количество ионов, способных участвовать в процессах ионного обмена, т. е. повышает обменную емкость ионитов. Поэтому обменная емкость слабокислотных катионитов возрастает с увеличением рН раствора, а слабоосновных анионитов возрастает с уменьшением pH раствора. [c.170]

Указанный выше процесс замещения ионов диффузного слоя ионами, находящимися в растворе, приводит к установлению адсорбционного равно- [c.170]

Отдельные ионы А диффузного слоя, обладающие повыщенным запасом свободной энергии, переходят из диффузного слоя в раствор одновременно из раствора в диффузный слой поступают ионы В в статистически эквивалентных количествах. На рис., 5-2, б приведена схема установившегося адсорбционного равновесия.Для данного частного случая в качестве простейшей функциональной зависимости соотношения концентраций ионов А и В (считая коэффициент активности равным 1) в диффузном слое и растворе может быть принята [Са = 2 Св = 1 Са = 1 Св = 1 см. уравнение (5-1)1 зависимость [c.172]

Уравнение (5-15) показывает, что концентрация негидролизованных ионов Сдп— сохраняется постоянной при условии постоянства произведения СнАп Сон-- В растворе подавление гидролиза происходит в результате одновременного повышения концентраций НАп и ОН . В диффузном же слое анионита гидролиз подавляется главным образом за счет повышения концентрации ионов ОН-, так как образующиеся недиссоциированные молекулы НАп вытесняются из диффузного слоя. Поэтому для подавления гидролиза ионов Ап- (в той же степени, что и в растворе) в диффузном слое соотношение концентраций ионов ОН- и Ап- должно быть изменено (повышено) обратно пропорционально изменению соотношения концентраций НАп и Ап-. Таким образом, адсорбция ионов Ап- анионитом может происходить лишь при условии, что в его диффузном слое находятся в достаточно высокой концентрации (зависящей от константы диссоциации НАп) ионы ОН следствием этого является снижение адсорбции анионов Ап- по сравнению с адсорбцией анионов сильных кислот (в сопоставимых условиях). [c.193]

Необходимость наличия в диффузном слое анионита ионов ОН- при адсорбции анионов слабых кислот является также причиной преимущественной адсорбции анионов сильных кислот. Действительно, если в раствор, содержащий анионы Ап и находящийся в равновесии с анионитом (диффузный слой содержит ионы Ап- и ОН-), ввести анионы какой-либо сильной кислоты, то последние будут замещать не только ионы Ап- (в соотношениях, определяемых их селективностью), но также и ионы ОН—. Снижение же в диффузном слое концентрации ионов ОН- поведет к гидролизу анионов Ап- и их десорбции, т. е. к замене их ионами О) -. Последние снова будут замещены анионами сильной кислоты, и аналогичное продолжение процесса может привести (при малой величине константы диссоциации НАп) к практически полному удалению ионов Ап- из анионита. [c.193]

Аналогично адсорбция катионов слабого основания сильноосновным анионом будет иметь место только при условии наличия в диффузном слое ионов Н+ в достаточно высокой концентрации (это вызовет снижение величины адсорбции катионов слабого основания по сравнению с сильным) те же причины обусловят преимущественную адсорбцию катионов сильного основания по сравнению со слабым. [c.193]

Образование конгломератов при смешивании катионитов и анионитов объясняют электростатическим взаимодействием диффузных слоев частиц ионитов, сила которого зависит от природы ионов диффузных слоев. Повышенное сродство иона водорода к иону [c.258]

Известно, что коллоидные частички находятся в постоянном движении. При этом часть окружающего частичку раствора увлекается и движется вместе с ней в виде тонкой пленки. На рис. 3.1, а линия 00 представляет поверхность коллоидной частички, непосредственно возле которой расположены положительные ионы двойного слоя, а далее ионы диффузного слоя, ограниченные на рисунке линией D, являющейся границей электронейтрального комплекса мицеллы. При движении коллоидная частичка в электрическом поле увлекает часть раствора, ограниченную на рисунке линией АВ, а часть ионов диффузного слоя, расположенных между линиями АВ и D, отрывается от частички. При этом она становится отрицательно заряженной, а окружающий ее раствор приобретает положительный заряд. Скачок потенциала, возникающий при этом между частью жидкости, увлекаемой коллоидной частичкой, и остальным раствором, называется электрокинетическим, или -потен-циалом. [c.62]

С прибавлением электролитов концентрация ионов в диффузном слое увеличивается, и для компенсации зарядов на поверхности частичек требуется меньший объем диффузного слоя (т. е. происходит как бы его сжатие). Сжатие может дойти до такой степени, что диффузный слой не будет выходить за пределы линии, ограничивающей поверхность скольжения коллоидной частички при ее движении (см. рис. 3.1,6, линия АВ). Когда диффузный слой сожмется до размера, ограниченного линией АВ, g-потенциал станет равным нулю. В этот момент [c.62]

Изменение значения g-потенциала при сжатии диффузного слоя показано на рис. 3.3 (по оси абсцисс отложены расстояния от поверхности частички, по оси ординат — значения g-потенциалов). Степень влияния ионов зависит от их концентрации, валентности и размеров чем выше концентрация ионов [c.63]

Толщина диффузного слоя X, м, для симметрично-валентного электролита [c.51]

С = 10 , 10 и 10 моль/дм толщина диффузного слоя Л для коллоидных частиц составляет соответственно 1 10 и 100 нм. [c.52]

Во многих случаях возможно проведение контроля по эхо-схеме с использованием стандартных прямых или РС-преобразо-вателей. Выбор типа преобразователя главным образом зависит от расстояния между поверхцостью изделия и сварным соединением, а также от мертвой и ближней зон преобразователя. Чувствительность контроля при этом определяется отношением полезного сигнала к сигналам помех от диффузного слоя, которое не должно быть меньше двух. [c.355]

При еремещивании концентрация электролита выравнивается почти во всем объеме, однако у самой поверхности растворяющейся твердой фазы всегда существует тонкий слой, через который кощ ейтрация выравнивается путем диффузии. Этот слой называется диффузным. Чем интенсивнее осуществляется перемешивание электролита, тем меньше толщина диффузного слоя 5. G уменьшением толщины диффузного слоя понижается роль даффузных процессов в растворении твердой фазы. При интенсивном перемешивании скорость выравнивания концентрации в диффузном слое столь значительна, что превышает предельную скорость растворения твердой фазы на поверхности. С этого момента общая скорость процесса, контролируемая самой медленной его стадией, определяется не процессами диффузии, а только процессом растворений твердой фазы. [c.15]

Поверхность же частицы является ареной сложных процессов. Она несет обычно электрический заряд, обусловленных адсорбцией на этой поверхности ионов определенного знака или, напротив, отрывом от поверхности тех или иных ионов. Например, частица окиси железа FejOs имеет строение, схематически представленное на рис. 12.1. Ее ядрышко составляет окись железа, вещество FejOj. Под действием молекул воды происходит гидратация поверхностных молекул этой частицы и образуется более рыхлый слой Fe(OH)j. Гидроокись железа частично диссоциирует, отдавая в окружающую среду ионы ОН . Возникает диффузный слой этих ионов, а сама частица вследствие потери некоторого количества отрицательно заряженных ионов гидроксила приобретает положительный заряд. [c.231]

При адсорбции ионов одного какого-нибудь знака поверхность твердой фазы принимает заряд этих ионов, а раствор — противоположный по знаку в результате наличия в нем избытка ионов, противоположных по знаку заряда адсорбированным. Это создает разность потенциалов между раствором и твердой фазой и как следствие обусловливает притяжение ею ионов противоположного знака заряда, находящихся в растворе. При этом на последние действуют следующие силы 1) сила электростатического притяжения со стороны твердой фазы и 2) диффузионные силы, под действием которых они имеют тенденцию статистически равномерно распределяться по всему объему растворов. Действие этих сил приводит к тому, что вокруг твердой фазы создается диффузный слой ионов, или ионная атмосфера, в которой концентрация ионов в каждой элементарной единице объема раствора статистически закономерно убывает по мере удаления от поверхности твердой фазы. С учетом сказанного частица твердой фазы, на которой произощла адсорбция ионов, может быть изображена схемой, приведенной на рис. 5-1. Ионы, адсорбированные твердой фазой (на рисунке — положительно заряженные), носят название потенциалобра-зующих ионов ионы, образующие ионную атмосферу (на рисунке — отрицательно заряженные), носят название ионов диффузного слоя. Так как ионы ди4х )узного слоя противоположны по знаку заряда [c.167]

Ионы диффузного слоя, обладающие повышенным запасом кинетической энергии, могут вырываться из ионной атмосферы и переходить в раствор, из которого в свою очередь в ионную атмосферу могут поступать ионы того же знака заряда в статистически эквивалентных количествах (сохранение принципа электронейтральности). Таким образом, в процессе адсорбции ионов можно различить три составляющих момента 1) возникновение заряда твердой фазы в результате появления на ней потенциалобразующих ионов 2) образование ионной атмосферы (из противоположно заряженных ионов) вокруг твердой фазы 3) замена ионов, образующих ионную атмосферу, ионами, находящимися в растворе (ионами того же знака заряда). [c.168]

Если такую твердую фазу (т. е. содержащую потенциалобразующие ионы и ионы диффузного слоя) -перенести в раствор какого-либо другого электролита, ионы которого, одноименные по знаку заряда с ионами диффузного слоя, отличны от них по химической природе (например, диффузный [c.168]

Если в раствор электролита внесена твердая фаза, диссоциирующая с отдачей ионов лишь одного какого-либо знака заряда, в первый момент будет наблюдаться образование ионной атмосферы из этих диссоцирующих ионов. В результате диффузии произойдет замещение ионов диффузного слоя ионами, находящимися в растворе. В данном случае общая концентрация (эквивалентная) электролита в растворе останется также постоянной. Например, твердая фаза является труднорастворимой кислотой и при внесении ее в раствор образуется диффузный слой ионов Н+. Если катионы электролита, находящегося в растворе, в который внесена твердая фаза, являются, например, ионами натрия, то они будут замещать ионы водорода диффузного слоя твердой фазы. Соответствующую схему можно представить в следующем виде [c.169]

Твердую фазу, на поверхности которой в практических условиях осуществляется процесс адсорбции (обмена) ионов, называют ионитом. Иониты, применяемые для адсорбции катионов, называют катион-ита-м и (потенциалобразующими ионами являются анионы, диффузный слой образован катионами), применяемые для адсорбции анионов — а н и о н и) т а м и (потенциалобразующими ионами являются катионы, в диффузном слое находятся анионы). [c.169]

Можно выделить третью группу ионитов — амфоиониты (амфотерные- иониты), способные адсорбировать в зависимости от условий в которых проходит процесс, или катионы, или анионы. При этом потенциалообразующими ионами твердой фазы (также в зависимости от условий) будут являться или анионы, или катионы и соответственно этому диффузный слой будет образован или катионами, или анионами. До настоящего времени амфиониты не получили сколько-нибудь заметного практического применения. [c.169]

Наряду с указанным равновесием в ряде случаев может наблюдаться также установление равновесия между активностью ионов в диффузном слое и активностью их в твердой фазе ионита, т. е. абсорбционное равновесие. Учитывая возможность установления абсорбционного равновесия, различные иониты можно разбить на следующие две группы 1) иониты, содержащие функциональные группы только на поверхности твердой фазы (при этом под понятием поверхность твердой фазы подразумевается не только ее геометрическая макроповерхность, но также и поверхность всех ее пор), и 2.) иониты, содержащие функциональные группы во всем объеме твердой фазы. [c.171]

Помимо поступления ионов диффузного слоя в раствор (и обратно), возможно также поступление их в твердую фазу с переходом из нее в диффузный слой статистически эквивалентного количества ионов. До тех пор, пока ионы диффузного слоя являлись тождественными ионам, поступающим в него из твердой фазы (рис. 5-2, а), наличие данного процесса можно было установить только с применением меченых атомов однако коль скоро в диффузном слое появились ионы В (отличные от ионов А, поступающих из твердой фазы), течение процесса может быть констатировано обычными физикохимическими методами. На рис. 5-2, в дана схема внедрения иона В из диффузного слоя внутрь твердой фазы с одновременным поступлением из нее в диффузный слой иона А (процесс абсорбции). В результате этого диффузный слой стал содержать только ионы А и состояние адсорбционного равновесия нарушилось. Восстановление его может произойти в результате поступления в диффузный слой новых ионов В, и аналогичные процессы будут протекать до тех пор, пока не установятся два равновесия 1) между активностью обоих противойонов в диффузном слое и активностью их в растворе 2) между активностью тех же противоионов в диффузном слое и активностью их в твердой фазе, т. е. [c.172]

Вслед за образованием дисперсной фазы в системе всегда протекает переход ионов (электронов) из одной фазы в другую. Например, при образовании золя гидрооксида железа при высоких значениях pH раствора часть ионов водорода (гидроксила при низких значениях pH) переходит в воду, а поверхность твердых частичек приобретает электрический заряд. Вокруг частиц твердой фазы образуется диффузный слой противоионов, т. е. ионов, противоположно заряженных тем, которые остались на твердой фазе. Такую частицу принято изображать формулой [c.266]

Коллоидная частичка вместе с окружающим ее диффузным слоем называется мицеллой. На рис. 3.2 представлена схема строения мицеллы золя ре(ОН)з, полученного вследствие гидролиза РеС1з. Золь — система, состоящая из коллоидных частичек, распределенных в жидкой среде. Если такой средой является вода, система называется гидрозолем. [c.61]

АВ — поверхность скольжения СД — граница диффузного слоя при наиболее низкой концентрации электролитов СъДг — граница диффузного слоя при наиболее высокой концентрации электролитов. [c.63]

При тепловом движении молекул воды коллоидные частицы воспринимают их воздействие и вовлекаются в молекулярно-кинетическое (броуновское) движение, при котором вместе с коллоидной частицей движется двойной электрический слой с частью противо-ионов диффузного слоя, содержащихся в оболочке воды. Остальные противоионы отрываются от движущейся частицы, оставаясь во внешней части — за границей скольжения. Это приводит к возникновению электрокинетического потенциала или -потенциала между движущейся коллоидной частицей и раствором (см. рис. 2.1, а). Значение -потенциала зависит от числа противоионов, увлекаемых частицей с увеличением числа противоионов -потенциал уменьща-ется. Рост концентрации противоионов в растворе должен приводить к увеличению их концентрации в оболочке воды, окружающей частицу, и, следовательно, к снижению -потенциала. В пределе повышение концентрации противоионов может привести к перезарядке частицы, т.е. к изменению знака заряда. Естественно, что существует определенная концентрация противоионов, при которой С-потен-циал становится равным нулю (см. рис. 2.1, б), pH среды при этом носит название pH изоэлектрической точки. Экспериментально значение электрокинетического потенциала определяют методом электрофореза. Для расчета -потенциала. В, для коллоидных частиц, находящихся в разбавленных водных растворах (природных водах), используют соотношение, полученное преобразованием уравнения Гельмгольца [c.52]

Полученную матрицу обрабатывают химическими реагентами, прививая к ней специальные функциональные группы, замещающие в бензольных кольцах ионы водорода и способные к диссоциации в растворах (рис. 4.2). Фиксированный на матрице ион (часть функциональной группы) определяет возникновение заряда и носит название потенциалообразующего. Заряд каркаса компенсируется зарядом ионов противоположного знака, называемых противоионами (рис. 4.3). Противоионы образуют диффузный слой, они подвижны вокруг матрицы и могут быть заменены другими ионами с зарядом того же знака. Появление потенциалообразующих ионов и противо-ионов может происходить не только за счет диссоциации функциональных групп (например, -SO3H —> SO3 + Н ), но и за счет адсорбции функциональными группами из раствора ионов с каким-либо знаком заряда (например, -NH2 + Н" -> -NH3). Обычно матрицу с [c.105]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...