Осмос, осмотическое давление. Уравнение Вант-Гоффа и осмотический коэффициент
Адсорбция ионов на твердой поверхности. Понятие об ионитах. Обратимая ионообменная адсорбция – основа ионообменной хроматографии
Коагуляция дисперсной системы. Скорость коагуляции. Причины, вызывающие процесс самопроизвольной коагуляции
Навигация
Адсорбция ионов на твердой поверхности. Понятие об ионитах. Обратимая ионообменная адсорбция – основа ионообменной хроматографии
Вычисление теплового эффекта реакций
22315
знаков
0
таблиц
0
изображений
80. Адсорбция ионов на твердой поверхности. Понятие об ионитах. Обратимая ионообменная адсорбция – основа ионообменной хроматографии.
Физические процессы молекулярной адсорбции на твердой поверхности описываются уравнениями Ленгмюра и Фрейндлиха.
Уравнение Ленгмюра:
,
где Г – величина адсорбции, кмоль/кг или кмоль/м2;
Гmax – величина предельной адсорбции, кмоль/кг (кмоль/м2);
С – концентрация раствора, кмоль/л;
а – константа равновесия адсорбции.
Это уравнение хорошо описывает адсорбцию для малых и больших концентраций растворов (или давлений газа).
Эмпирическое уравнение Фрейндлиха:
,
где Г – величина адсорбции, кмоль/кг (кмоль/м2);
n – количество вещества-адсорбтива, кмоль;
m – масса адсорбента, кг;
К – константа (при С = 1 моль/л К = Г);
1/а – константа (адсорбционный показатель); зависит от природы адсорбента и температуры. 1/а = 0,1–1.
Адсорбционная хроматография основана на различии сорбируемости разделяемых веществ адсорбентом (твёрдое тело с развитой поверхностью); распределительная хроматография — на разной растворимости компонентов смеси в неподвижной фазе (высококипящая жидкость, нанесённая на твёрдый макропористый носитель) и элюенте (следует иметь в виду, что при распределительном механизме разделения на перемещение зон компонентов частичное влияние оказывает и адсорбционное взаимодействие анализируемых компонентов с твёрдым сорбентом).
Ионообменная хроматография основана на различии констант ионообменного равновесия между неподвижной фазой (ионитом) и компонентами разделяемой смеси.
Если на поверхности адсорбента уже адсобирован электролит, то при контакте этого адсорбента с другим электролитом почти всегда в той или иной степени происходит ионообменная адсорбция. Она наблюдается на поверхности с достаточно выраженным двойным электрическим слоем. Подвижные противоионы электрического слоя способны обмениваться на другие ионы того же знака, находящиеся в растворе.
Количественное описание ионообменного процесса (обратимость процесса, эквивалентность обмена, порядок обмена ионов) было сделано Гедройцем уже в начале XXв. Вещества, проявляющие способность к ионному обмену и используемые для адсорбции ионов, получили название ионообменников или ионитов.
Иониты имеют каркасную структуру, «сшитую» ковалентными связями. Каркас (матрица) обладает положительным или отрицательным зарядом, который скомпенсирован противоположным зарядом подвижных ионов – противоионов, находящихся в адсорбционной и диффузной частях двойного электрического слоя. Противоионы могут заменяться на другие ионы из раствора с зарядом того же знака, а каркас выступает в роли полииона и обусловливает нерастворимость ионита в растворителе.
Иониты делятся по составу на органические и неорганические, по происхождению – на природные и синтетические, по характеру обмениваемых ионов – на катиониты, аниониты и амфолиты.
Из природных неорганических катионитов чаще используются кристаллические силикаты типа цеолитов: шабазит, глакуонит и др. их каркас состоит из сетчатой структуры алюмосиликатов, в порах которой расположены ионы щелочных или щелочноземельных металлов, являющихся противоинами. К природным ионитам относятся апатиты.
Природные органические иониты – гумусовые вещества почв, содержащие карбоксильную группу, способную к ионному обмену. составляющие почву вещества обладают амфотерными свойствами и поэтому в зависимости от условий могут обменивать как катионы, так и анионы. Однако широкого применения природные иониты не имеют ввиду химической нестойкости и небольшой обменной емкости.
Промышленное применение имеют синтетические иониты, и среди них наиболее широко используют ионообменные смолы, которые имеют сетчатую структуру и содержат ионогенные группы: - OH, COOH, SO3H, - COONa и т.п.
89. Написать формулу строения мицеллы золя, образованного в результате взаимодействия указанных веществ(избытка одного, затем другого вещества): CdCl2 + Na2S; FeCl3 + NaOH. Назвать составляющие компоненты мицеллы.
1) CdCl2 + Na2S
Избыток CdCl2 дает мицеллу:
[ (CdCl2 ) Cd2+ · Cl–]+ x Cl–
зародыш: (CdCl2 )
ядро: [ (CdCl2 ) Cd2+
гранула: [ (CdCl2 ) Cd2+ · Cl–]+
Избыток Na2S дает мицеллу:
[2 (NaCl) 2 Cl– · Na+]– x Na+
зародыш: (NaCl )
ядро: (NaCl ) 2 Cl-
гранула: [ (CdCl2 ) Cd2+ · Cl–]+
2) FeCl3 + NaOH
Избыток FeCl3 дает мицеллу:
[ (FeCl3 ) Fe3+ · 2Cl–]+ x Cl–
зародыш: (FeCl3 )
ядро: (FeCl3 ) Fe3+
гранула: [ (FeCl3 ) Fe3+ · 2Cl–]+
Избыток NaOH дает мицеллу:
[3 (NaCl) 3 Cl– · 2Na+]– x Na+
зародыш: (NaCl )
ядро: 3 (NaCl) 3 Cl–
гранула: [3 (NaCl) 3 Cl– · 2Na+]–
Похожие работы
... от (Т – 100) до (Т + 100) К; 3. укажите, как изменяется константа равновесия при повышении температуры; 4. определите тепловой эффект реакции при Т, К; 5. сопоставьте тепловой эффект, вычисленный в п. 4, с тепловым эффектом, вычисленным по закону Кирхгофа при температуре Т, К; 6. определите стандартное сродство реагирующих веществ при температуре Т, К. ...
... условия сдвига равновесия вправо .... Глава 2. Прикладные аспекты преподавания темы «Закономерности течения химических реакций» Прикладные аспекты преподавания темы «Закономерности течения химических реакций» на мой взгляд удобнее всего рассматривать на уроках, которые следуют сразу за рассмотрением скорости реакции и химического равновесия, - это производство серной кислоты. 2.1 ...
... в уравнениях реакций и не забывать о том, что складываемые, вычитаемые или сокращаемые моли вещества должны находиться в одинаковом агрегатном состоянии. 2. Применение теплового эффекта на практике Тепловые эффекты химических реакций нужны для многих технических расчетов. Например, рассмотрим мощную российскую ракету "Энергия", способную выводить на орбиту космические корабли и другие полезные ...
... коэффициенты в уравнениях реакций и не забывать о том, что складываемые, вычитаемые или сокращаемые моли вещества должны находиться в одинаковом агрегатном состоянии. 2. Применение теплового эффекта на практике Тепловые эффекты химических реакций нужны для многих технических расчетов. Например, рассмотрим мощную российскую ракету "Энергия", способную выводить на орбиту космические корабли и ...
0 комментариев