С. Ш.Құмарғалиева коллоидтық химия

жүктеу 5,89 Mb.

бет	74/105
Дата	25.10.2023
өлшемі	5,89 Mb.
	#44020

1 ... 70 71 72 73 74 75 76 77 ... 105

treatise128700

13.5. Ион алмасу тепе-теңдігі

Егер ионитті электролит ерітіндісіне енгізсек, бірнеше уақыттан кейін иондардың ерітіндідегі және иониттегі концентрациялары теңеседі. Мұндай тепе-теңдік ион алмасу тепе-теңдігі деп аталады. Ион алмасу стехиометриялық процеске жатып, фазалардың электрбейтараптылығы иондардың эквивалентті алмасуына сәйкес болады. Бір текті зарядталған иондар алмасқанда ионит пен ерітіндідегі иондардың жалпы концентрациялары өзгермей, иониттің ісінуі мен электролиттің молекулалық адсорбциясына байланысты өзгерістерге ғана көңіл бөлу керек. Әртүрлі зарядталған иондардың алмасу реакциясын келесі теңдеумен бейнелеуге болады:

мұндағы - алмасатын иондардың зарядтары.

Ион алмасу константасы деп аталатын мұндай реакцияның тепе-теңдік константасы:

(13.1)

Тепе-теңдікті келесі күйге жазуға болады:

(13.2)

Мұндай теңдеуді Никольский теңдеуі деп атайды.

Әр ионит үшін алмасу константасы алмасатын иондардың қасиеттерін көрсетіп, иониттің селективтілігін (таңдамалдығын) көрсетеді. Егер алмасатын иондардың зарядтары бірдей болса, (13.1)-теңдеу бөлу коэффициентін бейнелейді. Матрицаның серпімді торы ісінуге қарсылық көрсетеді, сондықтан ионит аз гидратталған иондарды сіңіреді. Бұл факт лиотроптық қатарларды түсіндіреді. Матрицаның қаттылығының артуымен иониттің өлшемдері кіші гидратталған иондарға деген таңдамалдығы артады.
Егер иондардың зарядтары әртүрлі болса, ионит көп зарядты иондарды сіңіреді. Матрицаның ионы қарсы ионмен неғұрлым берік иондық жұп түзсе, соғұрлым иониттің осы қарсы ионға деген таңдамалдығы жоғары болады. Мысалы, әлсіз қышқылды катиониттер сілтілі иондарға қарағанда, сутек иондарын жақсы сіңіреді. Құрамына белгілі белсенді топтарды енгізу арқылы арнайы иониттерді алуға болады. Мысалы, SH топтары бар иониттер ерімейтін сульфидтер түзетін иондарды сіңіреді. =C=N-OH тобы бар ионит никель иондарын таңдамалы адсорбциялайды.
Иониттің таңдамалдығы иондардың ерітіндідегі күйіне де байланысты. Активтілігі неғүрлым аз болса, соғұрлым нашар адсорбцияланады. Элементтер иондық күйде болса, жақсы сорбцияланады.
Ион алмасуды адсорбция изотермасының түрінде бейнелеуге болады. Ион алмасудың изотермасын шығару үшін концентрацияны эквиваленттік үлес арқылы алу керек:

, ,

Ион алмасу коэффициентінің теңдеуіне эквиваленттік үлестерді қойып, келесі теңдеуге келеміз:

(13.3)

Ион алмасу адсорбциясы иондарды бөлу үшін кеңінен пайдаланылады. Ион алмасуды суды тазарту және жұмсарту үшін, бағалы компоненттерді (алтын, уран, күміс) бөліп алу үшін қолданады. Сонымен қатар сирек элементтерді бөлу үшін де ион алмасу қолданылып, ион алмасу нәтижесінде алынған элементтердің мөлшері үлкен және тазалағы жоғары болады.

жүктеу 5,89 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 70 71 72 73 74 75 76 77 ... 105