|
Иониты. Основы ионного обмена - Гельферих Ф.Скачать (прямая ссылка):  Обычно для анализа раствора через определенные промежутки времени отбирают пробы растворов. Для анализа ионита последний должен быть отделен от раствора; в этом случае для получения кривой функциональной зависимости от времени * необходимо брать большее количество ионита. Как правило, анализ раствора более удобен. Приведем простой метод, разработанный Бойдом и Солдано [13] специально для изучения изотопного обмена. Ионит (1—4 г) насыщают растворбм, меченным изотопом противоиона. Затем ионит отмывают до тех пор, пока фильтрат не перестанет быть радиоактивным, после чего в колбу с мешалкой добавляют чистую воду (150 мл). Спустя несколько минут, в течение которых устанавливается температурное равновесие, прибавляют раствор электролита (50 мл). Только после этого начинается обмен. Возрастание радиоактивности во времени определяется отбором проб (1 мкл) и измерением с помощью сцинтилляционного счетчика. Полученные экспериментальные данные представляются графически в виде зависимости доли превращения от времени. Метод можно применить также к исследованию ионного обмена. В случае изотопного обмена метод имеет тот недостаток, что до начала опыта (до добавления раствора электролита) ионит находится в равновесии с водой, а не с раствором электролита. Условия опыта не отвечают точно изотопному обмену в системе, которая до распределения изотопа находится в равновесии. Сечение А-В Рис. 8*5. Центробежная мешалка для измерения скорости обмена ионов. Мешалка имеет внутри коробку из платиновой проволоки, в которую помещаемся ионит. Под действием центробежной силы мешалка выбрасывает раствор через боковые отверстия и засасывает свежий раствор через дно коробки. (Поданным Крессмана и Китчена [50Д.) 280 $. КИНЕТИКА ИОННОГО ОБМЕНА По другому методу, предложенному Крессманом [50], ионит, насыщенный ионами А, помещают в коробку из платиновой проволочной сетки, укрепленной на центробежной мешалке (рис. 80). Число оборотов мешалки можно регулировать. В начале опыта мешалка опускается в раствор. Благодаря центробежной силе раствор засасывается через дно внутрь мешалки и затем выбрасывается в сосуд, проходя при этом сквозь слой ионита на стенках коробки. Следовательно, ионит подвергается действию сильной струи. Скорость ионного обмена, как и в предыдущем случае, устанавливается путем отбора проб из раствора и определения концентрации ионов А. Преимущество этого метода заключается в том, что ионит и раствор могут быть почти мгновенно отделены друг от друга, что позволяет также прерывать опыт в любой момент. Если в описанных выше методах необходимо отбирать пробы из раствора, то метод, разработанный Диккелем [21], позволяет проводить непрерывные измерения. Ионит помещают в сосуд для измерения электропроводности. Изменение сопротивления сосуда непрерывно регистрируется во времени. Значения сопротивления раствора позволяют рассчитать состав раствора. Метод очень удобен, хотя ограничен случаем обмена ионов с заметно отличающимися подвижностями в водной фазе. Автор, кроме того, пренебрегает тем, что зерна ионита, попадая в пространство между электродами, могут менять измеряемые величины, и прежде всего в опытах с разбавленными растворами, где электропроводность зерен пре-5 вышает электропроводность раствора/ Этот недостаток можно легко преодолеть, если изменить конструкцию сосуда. ПОСТОЯННО ОБНОВЛЯЕМЫЙ РАСТВОР При работе с проточным постоянно обновляемым раствором ионит, насыщенный ионами А, помещают тонким слоем на тонкую платиновую сетку или фритте и пропускают сквозь них с большой скоростью раствор электролита BY (рис. 81) [11,12, 24, 93]. Скорость потока должна поддерживаться с большим постоянством. За изменением состава вытекающего раствора во времени следят, например, с помощью анализа фракций фильтрата. Более удобным и более точным методом является непрерывное регистрирование радиоактивности изотопа иона А в фильтрате. Для этого фильтрат пропускают через проточную трубку счетчика. Результаты измерений позволяют получить график зависимости диффузионного потока от времени, откуда путем графического интегрирования может быть определена доля превращения. Метод применим как к ионному, так и к изотопному обмену. Этот способ имеет свои преимущества и свои недостатки по Радиоактивный 1 Стон 1см Рис. 81. Устройство для измерения скорости ионного обмена. Ионит помещается тонким слоем на проволочную сетку. Во время измерения через этот слой с большой скоростью протекает раствор. В зависимости от положения трехходового крана ионит можно приводить в контакт с радиоактивным раствором, вымывать неактивным раствором или отмывать водой. (По данным Бойда, Адамсона, Майерса,'мл. [12].) 1 — трехходовой кран; 2 — шарообразный шлиф; 3 — кожух из нержавеющей стали; 4 — резиновая прокладка; 5 — ионит; 6 — проволочная сетка. 6.9. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ 281 сравнению с методами работы с ограниченным объемом раствора. Обмен протекает при простых граничных условиях (6.7) или (6.20), что облегчает получение численных значений. Исключается отбор проб. С другой стороны, поддерживание граничных условий, предполагающих при определении численных значений чрезвычайно низкую концентрацию ионов А в фильтрате, наряду с очень высокой скоростью потока требует большого количества раствора. Аналитическое определение следов ионов А в фильтрате.наиболее удобно осуществить путем измерения радиоактивности.
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
