Кинетика ионного обмена

Для решения системы уравнений (4.1) при внутридиффузионной кинетике ионного обмена наибольшее распространение получил так называемый послойный метод расчета, представляющий собой математический метод конечных разностей. При этом принимается, что равновесие устанавливается мгновенно и тем самым из систем уравнений исключается уравнение кинетики [61]. [c.75]

В реальных условиях на кинетику ионного обмена, помимо рассмотренных выше факторов и параметров, определяющих скорость взаимодиффузии ионов, влияет ряд дополнительных, в первую очередь таких, как возникновение электрического потенциала, изменение степени набухания ионита и коэффициентов активности и некоторые другие. [c.195]

Рис. 5-10. Характер изменения концентрации ионов А и В на различном расстоянии центра частицы ионита при гелевой кинетике ионного обмена.

КИНЕТИКА ИОННОГО ОБМЕНА [c.54]

Теоретические и экспериментальные основы кинетики ионного обмена рассмотрены в ряде работ, и особенно подробно [c.54]

Суммарная скорость многостадийного процесса определяется скоростью наиболее медленной стадии. Выявление этой стадии и является первым этапом изучения кинетики ионного обмена. [c.55]

Коэффициент диффузии по экспериментальным данным кинетики ионного обмена определяют следующим образом. Согласно рассчитанным из кинетических кривых значениям F, по таблицам или номограммам для различных простых тел [9, 37] находят значения Bt. В табл. 3 для бесконечного объема приведены значения Bt [37]. По значениям Bt и t, соответствующим экспериментальным точкам, строят график Bt = f t). В соответствии с определением этот график должен быть прямой линией с тангенсом угла наклона D/r . [c.58]

В отличие от изотопного обмена на кинетику ионного обмена наибольшее влияние оказывает электрическое поле. Сохранение электронейтральности в системе требует стехиометрического протекания процесса обмена, т. е. встречные потоки должны быть всегда равны. [c.61]

Более полное решение задачи пленочной кинетики ионного обмена с учетом диффузионного потенциала при любых зарядах обменивающихся ионов и константах обмена дано Н. В. Бычковым и Ю. П. Знаменским, а также А. И. Касперовичем [38, с. 30 39, с. 18]. [c.62]

Кинетика ионного обмена, осложненного нейтрализацией, образованием комплексов и другими реакциями [c.64]

Кинетика обмена ионов на анионитах. Н. В. Бычков, Ю. П. Знаменский и А. И. Касперович [38, 39], найдя полное решение задачи пленочной кинетики ионного обмена с учетом диффузионного потенциала при любых зарядах обменивающихся ионов и константах обмена, установили, что скорость обмена из разбавленных растворов ( 0,001-н.) на сильноосновных анионитах типа АВ-27 и АВ-17 зависит от заряда Кононов (рис. 20) чисто пленочная кинетика наблюдается лишь в начальных стадиях обмена, а с увеличением времени скорость обмена все больше зависит от диффузии в зерне ионита, т. е. наблюдается смешанный механизм обмена. [c.69]

С1—S0 ) несколько замедляется. Кинетика ионного обмена [c.72]

Гранулометрический состав ионитов, применяемых в ФСД, должен обеспечивать достаточно полное разделение их перед регенерацией зерна ионитов должны иметь высокую механическую прочность и химическую стойкость. Рабочая емкость и скорость кинетики ионного обмена этих ионитов должны быть высоки. [c.106]

Единого мнения относительно кинетики ионного обмена при рабо- [c.136]

Аналогичное уравнение можно получить и при других механизмах кинетики ионного обмена, например при необратимой кинетике второго порядка, ленгмюровской кинетике (см. [Л. 3]). [c.137]

Предложенный метод пригоден для расчета емкостей поглощения эксплуатируемых ионитных фильтров при увеличении их скоростей фильтрования, поскольку для таких фильтров величины b и to, как правило, уже известны. Кроме того, метод может быть пригоден для расчетов процессов фильтрования, при которых ионный обмен и механическое улавливание протекают одновременно. Преимуществом изложенного метода расчета является то, что он может быть применен без установления механизма кинетики ионного обмена. [c.139]

Увеличение рабочих обменных емкостей ионитов в смешанном слое при повышенных температурах объясняется улучшением кинетики ионного обмена с ростом температуры. Из табл. 3 видно, что изменение исходной формы катионита КУ-2 с водородной на аммонийную не оказывает заметного влияния на [c.129]

Термодинамика и кинетика ионного обмена. Ионообменное равновесие определяется изменением уровня свободной энергии системы [c.24]

Кинетику равновесного обмена ионами наблюдали в опытах с применением радиоактивных изотопов металлов, а также ряда других методов (табл. 17). В табл. 18 приведены значения стандартных токов обмена металлов i o (т. е. токов обмена при активности ионов металла в растворе, равной единице). [c.153]

Общая система уравнений динамики ионного обмена включает уравнения материального баланса, кинетики и изотермы [60, 61] соответственно [c.74]

Концепция пленочной кинетики предполагает наличие градиента концентраций ионов только лишь в пленке и отсутствие его в самом ионите таким образом, в процессе ионного обмена соотношение концентраций ионов А ц, В в ионите непрерывно изменяется, но в каждый данный момент (от начального до момента установления равновесия с раствором) оно является постоянным во всей массе ионита. [c.194]

В своих исследованиях мы исходим из того, что в основе процессов адсорбции, ионного обмена н экстракций из твердых материалов лежит общее явление — переход распределяемого между фазами вещества из одной фазы в другую, т. е. массопередача. Поэтому исследование и расчет данных процессов необходимо объединить на базе общих представлений массообмена, тем более что эти процессы как с формальной, так и с точки зрения их физико-химических свойств имеют общее сходство, т. е. процесс экстракции из твердых тел можно рассматривать как обратный процесс адсорбции или десорбции. Очевидно, что сходство кривых равновесия не только чисто внешнее, но и соответствует сущности физико-химических и гидродинамических явлений, имеющих место в этих процессах. Действительно, все эти три процесса можно рассматривать как передвижение жидкости через слой зернистого материала и извлечение или поглощение поэтому весь процесс в целом описывается уравнениями движения жидкости, неразрывности потока, кинетики. В случае, когда скорость процесса определяется внешней диффузией, уравнение кинетики имеет вид [c.149]

Таким образом, можно полагать, что ряд закономерностей динамики м кинетики процесса жидкостной адсорбции на угле вполне приемлем и для процессов ионного обмена в системах раствор — ионообменная смола. [c.150]

Рассмотрены основные свойства ионообменных материалов, приведены краткие основы теории ионного обмена (равновесие и кинетика). Дается методика технологических исследований с ионитами. Основное внимание уделено применению ионообменных смол в производстве редкоземельных элементов иттрия, скандия, в металлургии легких редких металлов, рассеянных элемен тов, в металлургии благородных металлов и металлов платиновой.группы в металлургии циркония, гафния, ниобия, тантала, вольфрама, молибдена, ре ния, в металлургии тяжелых цветных металлов, в очистке сточных вод и газов. Описаны аппараты ионообменной технологии. [c.2]

В основу рассмотренных выше теорий кинетики заложено предположение, что обменивающиеся ионы сохраняют свою индивидуальность, т. е. процесс ионного обмена заключается лишь в перераспределении ионов. Однако, когда обмен ионов сопровождается химическими реакциями, это предположение оказывается спорным или ошибочным. [c.64]

Скорость реакции типа V, в отличие от обычного ионного обмена, хотя и определяется гелевой кинетикой, но зависит от [c.64]

Кинетика ионного обмена. Реакция в ионнообменной смоле является обменом двух заряженных частиц. Характерная [c.205]

Система должна быть дополнена начальными и граничными условиями. Для решения поставленной задачи функции f и ф,-должны быть представлены в явном виде, что в исследуемых случаях весьма сложно и не всегда возможно. Решение системы уравнений (4.1) в настоящее время возможно только для внешнедиффузионной кинетики ионного обмена [61]. Известно, что при протекании ионообменного процесса в растворах с концентрацией более 0,1 М имеет место внутридиффузионная кинетика [61]. Так как концентрация солей в морских и соленых водах превышает 0,2 М, а в регенерационных растворах (продувочной воде) доходит до 2—2,5 М, то очевидно, что и в процессе умягчения, и в процессе регенерации кинетика ионного обмена подчиняется закономерности внутридиффузионной кинетики. Как было отмечено выше, системой уравнений (4.1) невозможно решить поставленные задачи для случая внутридиффузионной кинетики. [c.75]

Если раствор, в котором находится частица ионита, непрерывно перемешивается, то можно не учитывать диффузии ионов в самом растворе и в качестве стадий, определяющих скорость установления ионообменного равновесия, рассматривать лишь две а) скорость взаимодиффузии ионов в пленке жидкости, непосредственно примыкающей к частице ионита (пленка, на распределение концентрации ионов в которой перемешивание практически не оказывает влияния), и б) скорость взаимодиффузии ионов в самом ионите. Кинетика ионного обмена определяется скоростью наиболее медленно протекающего из этих двух процессов и в зависимости от соотно1 ения скоростей будет подчиняться в первом случае закономерностям кинетики пленочной взаимодиффузии ионов, во втором — гелевой кинетике. В частности, когда скорости той и другой взаимодиффузии ионов будут примерно одинаковы, кинетика будет являться пленочно-гелевой. [c.194]

Рис. 5-9. Характер изменения концентрации ионов при пленочной кинетике ионного обмена. а — концентрация нонов А н В в пленке на различном расстоянии от поверхности ионита для различного времени б—концентрация ионов в ионите на различном расстоянии от центра частицы ионита для различного времени в — изменение концентрации ионов в ионите с течением времени.

Гельферих и другие исследователи [5, 36], рассмотрев идеальные предельные случаи кинетики ионного обмена с учетом электрического поля, нашли, что использование закона Фика с постоянными коэффициентами диффузии для ионов с различной подвижностью неправомерно. При количественных расчетах закон Фика необходимо заменить уравнениями Нернста— Планка, содержащими добавочный член, учитывающий перенос ионов. Для ионов уравнение Нернста—Планка имеет следующий вид [c.61]

Кинетика обмена ионов на слабокислотных катионитах. Кинетика обмена изотопов, а также щелочных и щелочноземельных элементов на слабокислотных ионнтах может быть описана по приведенным выше уравнениям диффузии. Сложнее обстоит дело при обмене ионов меди, ртути, висмута, железа(П1) и т. д., способных к образованию комплексных соединений с такими ионитами. Количественной теории кинетики ионного обмена таких систем пока не существует. [c.68]

Учитывая изложенное, ионит можно представить как твердый электролит, неподвижный каркас которого представляет одну его часть, а подвижные противоионы — другую. Следовательно, реакция ионного обмена подчиняется правилам, действующим для реакций обычных электролитов, а именно, правилам эквивалентности обмена ионов и обратимости этого процесса. Кроме того, в ионообменной технологии большую роль играют способность к преимущественной адсорбции одних ионов по сравнению с другими, получившая название селективности (избирательности), и скорость установления ионообменного равновесия (кинетика ионного обмена). [c.106]

Химическая адсорбция в отличие от физической предполагает не простое поглощение вещества, а обмен ионами с потоком жидкости. Ниже будут обсуждены некоторые работы по кинетике ионного обмена между сло-< м цеолита (твердое вещество, способное обмениваться юнами с раствором) и потоком жидкости, несущим рас-/воренное вещество. [c.89]

Что касается величины потери времени защитного действия, то она также является функцией свойств ионита, концентрации исходного раствора и скорости фильтрования. В работах Рачинского и Анохина [Л. 2, 3] показано, что вид этой функции определяется уравнением кинетики процесса ионного обмена. Таким образом, для получения расчетного уравнения движения стационарного фронта необходимо воспользоваться уравнением кинетики ионного обмена. [c.136]

Рассмотренная модель дает правильное представление о кинетике ионного обмена — он является диффузионным процессом, скорость которого зависит от подвижности ионов и противоионов. [c.22]

Изучение кинетики ионного обмена показывает, что она контролируется встречной диффузией противоионов в микропорах кристаллического тела или гелеобразного вещества. Сам акт обмена ионами практически не влияет на скорость обмена. [c.24]

Кинетика ионного обмена. Приведенный ранее анализ кинетики адсорбции в неподвижном слое сорбента применим и для ионного обмена. Как и в случае адсорбции, задача нахождения профиля концентраций в контактирующих фазах, длины слоя или времени процесса заключается в решении системы уравнений материального баланса (20.19), кинетики (20.20) и изотермы (20.56). В случае равнозарядных ионов решение задачи кинетики ионного обмена и ленгмюровской адсорбции в отсутствие продольного перемешивания представляется едиными уравнениями (20.46) и (20.47), различающимися лишь выражением фактора разделения г. В случае более сложных изотерм решение системы уравнений кинетгаси обычно находят численным методом с помощью ЭВМ. [c.212]

Кинетика ионного обмена в неподвижном слое адсорбента, как и в случае адсорбции, может быть описана основным уравнением массопередачи (20.20). Отличительной особенностью кинетики ионного обмена является наличие стадии гетерогенной химической реакции, скорость которой обычно вьш1е скорости диффузионных стадий процесса. Кроме того, следует учесть, что при ионном обмене скорость массопередачи часто лимитируется внутренним массопереносом. [c.212]

Как известно, стадиями, лимитирующими процесс ионного обмена, являются при регенерации внутридиффузионная кинетика, а при сорбции из разбавленных растворов (природной пресной воды) — внешнедиффузионная кинетика. [c.87]

Важную роль в ионном обмене играет скорость установления ионообменного равновесия. Практически во всех случаях скорость процесса ионного обмена лимитируется диффузионным переносом ионов. Наиболее простым, встречающимся при обмене ионов нз растворов концентрацией не более 10 моль/л является перенос ионов через пленку жидкости, окружающую ионит (внещне диффузиом-ная кинетика). Он описывается уравнением [c.272]

Скорость реакций обмена первой группы, если они определяются пленочной кинетикой, в отличие от гелевой, зависит от реакции, в которую вступает противоион, первоначально находившийся в ионите. Например, в реакции I скорость ионного обмена определяется скоростью диффузии в пленке противоионов и Кононов из раствора. [c.64]

Изучение кинетики показало, что процесс ионного обмена перренат-ионов на смоле АН-21 определяется гелевой диффузией [28, 318]. Изучение влияния содержания дивинилбензола [51, с. 88], крупности гранул ионита [52, с. 108] и формы его заряда, концентрации рения и свободной серной кислоты в растворе позволили выбрать оптимальные условия ведения технологического процесса. [c.211]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...