Феномен сверхэквивалентного обмена в частично диссоциирующих ионообменных средах

В. А. Кузьминых; В. Ф. Селеменев

doi:10.17308/sorpchrom.2015.15/259

В. А. Кузьминых к.х.н., ведущий инженер кафедры аналитической химии, химический факультет, Воронеж, тел. (473) 2089-32
В. Ф. Селеменев д.х.н., профессор, зав. каф. аналитической химии Воронежского государственного университета, Воронеж, тел. (473) 220-89-32

DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2015.15/259

Ключевые слова: феноменология, эквивалентный обмен, необменное поглощение, равновесие, изотерма, ионообменник, частичная диссоциация, термодинамические константы, противоион, коион, устойчивость ионных пар, фиксированный ион

Аннотация

Выведено уравнение изотермы сверхэквивалентного бинарного обмена равнозарядных ионов
лэнгмюровского вида по Никольскому − с брутто-ионным коэффициентом разделения и сорбционной
емкостью, зависящими от концентрации диссоциированных функциональных групп и поглощенного
электролита в ионообменнике. Установлена взаимосвязь каждой из этих двух функций состояния с
концентрацией и составом равновесного раствора сильного электролита − в зависимости от
индивидуальных термодинамических констант необменного поглощения противоионов с коионами
из раствора и устойчивости образуемых с фиксированным ионом ионных пар. Показано, что
концентрации поглощенного электролита и диссоциированных функциональных групп в
ионообменнике изменяются антисимбатно, в полном соответствии с принципом Ле-Шателье.
Полученные результаты могут быть использованы как инструмент 1) идентификации
индивидуальных термодинамических констант необменного поглощения противоионов и
устойчивости образуемых ионных пар в ионообменнике по изотерме поглощения
коионов/электролита из внешнего раствора; 2) расчета изотерм сверхэквивалентного брутто-ионного
обмена, диссоциации ионообменника и поглощения электролита; 3) количественного анализа и
прогноза равновесного состояния и состава фазы ионообменника в широком диапазоне реальных
концентраций и состава внешнего раствора.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

1. Kokotov Yu.А., Zolotarev P.P., El'kin G.E.
Teoreticheskie osnovy ionnogo obmena:
Slozhnye sistemy[Theoretical basis of ion
exchange: Complex Systems]. L.: Khimiya,
1986, 280 p.
2. Kokotov Yu.А., Pasechnik V.А.
Ravnovesie i kinetika ionnogo obmena [The
equation of the electrolytic dissociation of the
ion exchanger in the form of smeshannnoy
biionnoy]. L.: Khimiya, 1970, 336 p.
3. Kuz'minykh V.А., Selemenev V.F.
Razdelenie ionov pri nepolnoj dissotsiatsii
vzaimodejstvuyushhikh faz v ionoobmennoj
sisteme [Razdelenie ions with incomplete
dissociation of the interacting phases in the ion
exchange system], Sorbtsionnye i
khromatograficheskie protsessy, 2007, No. 5,
pp. 764-773.
4. Znamenskij Yu.P., Bychkov N.V. Kinetika
ionoobmennykh protsessov [The kinetics of ion
exchange processes]. Obninsk, 2000, 204 p.
5. Zabolotskij V.I., Nikonenko V.V. Perenos
ionov v membranakh [The ion transport
membranes]. M., Nauka, 1996, 392 p.
6. Kuz'minykh V.А., Selemenev V.F.
Uravnenie ehlektroliticheskoj dissotsiatsii ionita
v smeshannnoj biionnoj forme [The equation of
the electrolytic dissociation of the ion exchanger
in the form of smeshannnoy biionnoy], Vestnik
VGU, Seriya: KHimiya, biologiya, farmatsiya.
2006, No 2, pp. 77-83.
7. Gel'man V.YA. Reshenie
matematicheskikh zadach sredstvami Excel:
Praktikum [The decision of mathematical
problems by means of Excel: Practicum], SPb.:
Piter, 2003, 240 p.