Adszorpciós elektrolitok - studopediya

A megoldás az erős elektrolitok oldott anyag teljesen ionizált állapotban. Ezért számos adszorpciós tulajdonságai: csak azokat az ionokat adszorbeált a poláris és gyakorlatilag nem kötődnek, nem poláris adszorbens. Ebben az esetben döntően hozzájárul ahhoz, hogy az elektrosztatikus adszorpciós kölcsönhatás.

Két fő típusa adszorpció erős elektrolitok: a választás és a csere. Mindkét esetben, a folyamat ad okot, hogy a villamos kettős réteg a interfázis felületén a szilárd - oldatot.

a) szelektív adszorpció. A jellemzője ennek a folyamatnak az adszorpciós a kation és anion egyenlőtlenség. Szinte mindig az egyik ionok adszorbeált szelektíven (szelektíven). Ez nagy gyakorlati jelentősége. Kiválasztja a kívánt adszorbensek lehet kivonni komplex keverékeit anyagok szigorúan meghatározott.

Adszorpciója ionok a szilárd felületen engedelmeskedik a Paneth-Fajans amelyen előnyösen adszorbeált oldataiból adszorptív ionok, amelyek lehetnek a kristályrácsban az ellenkező megjelölés ionok adszorbens takarékosan vegyülethez építése kiegészítések kristályrácsban.

Képzeljük el, hogy egy oldatot a kálium-jodid (KJ) kristályok készített vízben oldhatatlan ezüst-jodid (AGJ). A felszínen AGJ kristályok elrendezve egy bizonyos sorrendben, és az ionok Ag + J - (2.12 ábra.). A keverés során az adszorbens és adszorbeátum oldatot jodid-ionokat képző kristályrács ezüstionok gyengén oldódó vegyület adszorbeálódik a kristály felületén, kristály jelentő feleslegben negatív töltések. Kálium-ionok nem adszorbeált a felszínen, mivel általában nem képződését a jodid ionok a rács a nehezen oldódó vegyületet (jó oldhatósága állandó KJ), de hatása alatt elektrosztatikus vonzás, akkor lesz a felszín közelében. Ennek eredményeként, jodid-ionokat szorbeálódik felülete és a kálium-ionokkal a folyadékfázisban, alkotnak egy elektromos kettős réteg (ábra. 2,12, a).

Ha az ezüst-jodid kristályok érintkezésben vannak AgNO3 oldattal. a kristály felületén adszorbeálódik ion: Ag +. képző ionok J - gyengén oldódó vegyület és NO3 ionok - marad a folyadékfázisban (2.12 ábra, b.).

A legfontosabb tényező, amely hozzájárul a sajátos adszorpciós erős elektrolitok, a töltés felületén jele poláros adszorbens: pozitív töltésű helyek a felületen adszorbeált ionoknak a megoldás a negatív töltésű - kationok.

Növelése ionos töltés növeli adszorpciós tulajdonságai, és többszörösen töltött ionok adszorbeált jobb, mint egy lövés. Ugyanezen felelős ionok az adszorpciós befolyásolja a tömeg és a sugara. A növekvő atomtömege és sugara adszorpciós ionok növekszik. Ennek oka az, hogy a nagyobb sugarú ionokkal erősen polarizált, és vonzza a poláris felületére az adszorbens. Sőt, a hidratációs növelésével csökken ion sugár és egy vékonyabb héj hidratált kisebb mértékben gátolja adszorpció. Kationok és anionok azonos töltésű lehet elhelyezni egy úgynevezett sorozat liotronye (Hofmeister-sorozat) csökkenő sorrendben való affinitásuk vízzel (minden egyes ezt követő ion hidratált rosszabb, mint az előző egy):

A kétszeres töltésű kationokat liotróp sorozat a következő:

Egyszeres töltésű anionok az alábbi sorrendben:

b) az átváltási adszorpció. A kifejezés utal, hogy a folyamat a csere adszorpciós egyenértékű helyettesítés egy másik ion adszorbens, amikor egy erősebb ion kiszorítja egy gyengébb (ábra. 2.13). Amikor a verseny adszorpciós helyek az adszorbens a végén lesz mindkét ion mennyisége arányos a szorpciós kapacitás. Versengő ion befolyásolhatják arányosan változik, hogy az adszorpciós ionok, azaz Egy ion elősegíti adszorpciója a többi (szinergikus hatás), vagy egyikük megakadályozza a felhalmozódása a második (a jelenség antagonizmus).

Ioncserélő - reverzibilis egyensúlyi folyamat, az irányt, amely lényegében az eddig koncentrációja ioncserélő Vai. Az eljárást folyamatosan végezzük, mert a termikus mozgás. Ebben ioncserévei egyetlen faj (például K + K +), és különböző jellegű, de azonos jele töltés. A csere adszorpciós specifikus és nagymértékben függ a természet a szilárd fázisú és az adszorbeált elektrolit.

A különböző ioncserélő csere adszorpció adszorpciós. Ennek lényege, hogy a adszorbens, mint a mátrix, kémiailag kötődnek az ionos csoportokat, amelyek képesek disszociációs és ioncserélő egy oldatot, mint a töltött ionok, nagy affinitással az adszorbens.

Adszorbensek cseréjére alkalmas ionok, az úgynevezett ioncserélők vagy ioncserélőkkel. Jellemzően, ezek a természetes vagy szintetikus vegyületek szervetlen vagy szerves természetű. A szervetlen ioncserélők egy olyan kristályos szerkezettel, amelyben rácsok tartalmaz kicserélhető ionok. Ezek közé tartozik az alumínium-szilikátok, alumínium-hidroxidok, vas, titán, szilikagél, cellulóz, és még sokan mások. Szerves ioncserélők van térszerkezete térhálós polimer láncok (ábra 2.14.), Amely kovalens kötéssel kapcsolódik R csoport, kezében egy pozitív (+) vagy negatív (-) díjak (fix ionok az ionos csoportokat). Ezeket a díjakat kompenzálja counter-ionos csoportok: H + vagy OH -. ahol H + és OH - kicserélhető kationok és anionok. Mozgó szabadon a táptalajban ellenionok társított elektrosztatikusan feltöltött R csoport szubsztituált lehet a sztöchiometrikusan hozzáférhető ionok oldatban egy nagy kémiai potenciál. Ennek eredményeként a ioncserélő kerül tárolásra, az elektromos semlegesség az ioncserélő és a megoldás.

Az ionos csoportokat használunk, mint a szén-maradékok, kénsav, foszforsav, ammónium- vagy szulfónium-csoport bázisok, amino helyettesítettségi fokának változtatásával, valamint a piridin-bázisok. Attól függően, hogy a természet, ioncserélőnket osztva kation és anion cserélők.

Kation - van adszorbensek, amelyben a természetes vagy polimer bázis - mátrix kovalensen kötődik egy savas ionos csoport: karboxil-, foszfát- vagy szulfát felett szárítjuk. Kationcserélő kationok lehetnek a H + -forma, azaz tartalmaznak lecserélhető hidrogénionok vagy só, amelyekben a fém kation. Ionos reakció lehet kifejezni a következő egyenlet szerint:

ahol: - -SO3H - ionos csoport;

- H + és K + - counter-ionos csoport;

- R - természetes vagy szerves mátrixból.

Anion - van adszorbensek, amelyben az ioncserélő mátrix kovalensen kötődik az alapvető ionogén csoportok: kvaterner ammónium-vegyületek, a szubsztituált aminok, a piridin. Anioncserélő anionok (OH - Cl - CO3 2-, stb ...) más ionok séma szerint:

kapott gyanták, amelyben a csere tulajdonságait adszorbensek kombinált szelektív adszorpció az elmúlt években. Ezt úgy érjük el, kovalens kötődése pozitívan vagy negatívan töltött ionos csoportokat a mátrixok (kristály), azzal jellemezve, hogy a szelektív adszorpcióval. Ezek közé tartozik toyoperly.

A fő előnye az ioncserélők, mint adszorbensek a nagy csere kapacitás, kémiai ellenállás és mechanikai szilárdság, a különböző sav-bázis tulajdonságainak, a lehetőségét, ismételt regeneráció. Használatuk az iparban tisztított szennyeződésektől oldatok elektrolitok, bocsátanak ki ritka fémek, kapjuk teljesen lágyított vízzel desztilláljuk nem rosszabb, mint tisztasági katalizátorként alkalmazott észterezési reakciókban, hidratáció és a kiszáradás. A félüzemi alkalmazott ioncserélők előállítására tisztított vitaminok, enzimek, hormonok, alkaloidok, más biológiailag aktív vegyületek. Az orvostudományban - tartósítására vér, tömlő nélküli meghatározására savtartalmú gyomornedv, detoxikálás olyan esetekben, mérgezés által toxikus elektrolitok.

Anioncserélő gyanták alkalmazunk antacidok (azaz a gyomorsav csökkentése) azt jelenti, megelőzésére acidózis és mások. Az utóbbi esetben ezeket használják cseréjére hidrogén adszorpciós, így a hidrogén-ionok helyettesítik fém kationokkal korábban. Kationcserélőt alkalmazzuk a megelőzésére és kezelésére is, kapcsolódó ödéma kardiális dekompenzáció.

Tulajdonságok ioncserélők van egy szövet a növények és állatok. A kation paramétereket jelenléte határozza meg karboxi- és foszfát-csoport; a képesség, hogy csere anionok nyújt a fehérjék aminocsoportja.