Non-linear kinetics of multicomponent ion exchange. Macroscopic model and non-monotone curves
Keywords:
multicomponent ion exchange, particle diffusion, non-linear kinetics, non-monotone kinetic curves.
Abstract
In difference from usual binary ion exchange the description of multicomponent ion exchange
kinetics requires to give not only diffusivities, but an electric field to balance mutual fluxes of counter-ions.
Due to the field some components can saturate an ion-exchanger greater then under equilibrium. This
theoretically predicted effect is observed practically as disturbance of the kinetic curve monotony of the
correspondent component. In the present paper a simple theoretical approach, named ‘macroscopic model’, is
developed; experiments for ternary ion exchange are described, and calculation and experimental results are
compared.
Downloads
Download data is not yet available.
References
1. Гельферих Ф. Иониты. Основы ионного обмена / Пер. с англ. Под ред. С.М.
Черноброва. М., Изд-во иностр. литер. 1960. 490 с.
2. Dranoff J.S., Lapidus L. Ion exchange in ternary systems // Ind. and Eng. Chem.,
1961. Vol. 53, №1. P. 71-76.
3. Кокотов Ю.А., Пасечник В.А. Равновесие и кинетика ионного обмена. Л.,
Химия. 1970. 336с.
4. Bajpai R.K., Gupta A.K., Rao M.G. Single particle studies of binary and ternary
cation exchange kinetics // AIChE J. 1974. Vol. 20, N.5. P. 989-995.
5. Hwang Y.-L., Helfferich F.G. Generalized model for multispecies ion-exchange
kinetics including fast reversible reaction // React. Polym. 1987. Vol. 5, N.3. P.2 37-253.
6. Yoshida H., Kataoka T. Intraparticle Ion-exchange Mass Transfer in Ternary
Systems: Theoretical Analysis of Concentration Profiles// Chem. Engin. J. 1988. Vol. 39.
P. 55-62.
7. Долгоносов А.М., Хамизов Р.Х., Крачак А.Н., Прудковский А.Г.
Макроскопическая модель кинетики ионного обмена для многокомпонентных
систем // Докл. акад. наук. 1995. Т. 342, №1. С.53-57.
8. Dolgonosov A.M., Khamizov R.Kh., Krachak A.N., Prudkovskiy A.G. Macroscopic
model for multispecies ion-exchange kinetics // React. Funct. Polym. 1995. Vol. 28. P.13-
20.
9. Долгоносов А.М. Электрические эффекты многокомпонентной ионообменной
кинетики // Докл. акад. наук.1996. Т. 346, №1. С.56-59.
10. Долгоносов А.М., Авгуль Т.В. Изучение электрических полей, возникающих в
процессе многокомпонентного ионного обмена / Сб.: Теория и практика
сорбционных процессов, Воронеж. 1997. Вып. 22. С.4-11.
11. Dolgonosov A.M. Electric effects in multicomponent ion-exchange kinetics // React.
Funct. Polym. 1997. Vol. 34. P. 47-51.
12. Kalinitchev A.I. New kinetic model of multicomponent mass transfer and
concentration waves in bifunctional matrix of nanocomposites //Сорбционные и
хроматографические процессы. 2013. Т. 13, Вып.6. С. 760-774.
13. Долгоносов А.М., Хамизов Р.Х., Крачак А.Н., Прудковский А.Г и др.
Макроскопическая модель кинетики многокомпонентного ионного обмена:
принципы и применение / Сб.: Теория и практика сорбционных процессов, Воронеж.
1997. Вып. 22. С. 26-35.
14. Балеску Р. Равновесная и неравновесная статистическая механика / Пер. с англ.
под ред. Д.Н.Зубарева, Ю.Л. Климонтовича. М., Мир. 1978. Т.2. С.42-46.
15. Морф В. Принципы работы ионоселективных электродов и мембранный
транспорт / Пер. с англ. под ред. О.М. Петрухина. М., Мир. 1985. 280 c.
16. Glueckauf E. Theory of chromatography. IX. Theoretical plate concept in column
separations // Trans. Faraday Soc. 1955. Vol. 51. P. 34-44.
17. Glueckauf E. Theory of chromatography. X. Formulas for diffusion into spheres and
their application to chromatography // Trans. Faraday Soc. 1955. Vol. 51. P.1540-1551.
18. Долгоносов А.М., Сенявин М.М., Волощик И.Н. Ионный обмен и ионная
хроматография. М., Наука.1993. 222 с.
19. Патент РФ, RU №2150107/ Долгоносов А.М. Способ твердофазного разделения
и определения ионов и электрохимическая ячейка для его осуществления / Заяв.
№ 99105100/28 от 16.03.1999, Опубл. 27.05.2000, Бюл.№15.
20. Долгоносов А.М. Принцип твердофазного разделения и определения ионов.
Новые экспериментальные исследования // Сорбционные и хроматографические
процессы. 2002. Т. 2, Вып. 4. С. 411-421.
21. Долгоносов А.М. Метод анализа растворов, основанный на принципе
твердофазного разделения и определения ионов // Журн. аналит. химии. 2003. Т. 58,
№ 8. С.886-893.
Черноброва. М., Изд-во иностр. литер. 1960. 490 с.
2. Dranoff J.S., Lapidus L. Ion exchange in ternary systems // Ind. and Eng. Chem.,
1961. Vol. 53, №1. P. 71-76.
3. Кокотов Ю.А., Пасечник В.А. Равновесие и кинетика ионного обмена. Л.,
Химия. 1970. 336с.
4. Bajpai R.K., Gupta A.K., Rao M.G. Single particle studies of binary and ternary
cation exchange kinetics // AIChE J. 1974. Vol. 20, N.5. P. 989-995.
5. Hwang Y.-L., Helfferich F.G. Generalized model for multispecies ion-exchange
kinetics including fast reversible reaction // React. Polym. 1987. Vol. 5, N.3. P.2 37-253.
6. Yoshida H., Kataoka T. Intraparticle Ion-exchange Mass Transfer in Ternary
Systems: Theoretical Analysis of Concentration Profiles// Chem. Engin. J. 1988. Vol. 39.
P. 55-62.
7. Долгоносов А.М., Хамизов Р.Х., Крачак А.Н., Прудковский А.Г.
Макроскопическая модель кинетики ионного обмена для многокомпонентных
систем // Докл. акад. наук. 1995. Т. 342, №1. С.53-57.
8. Dolgonosov A.M., Khamizov R.Kh., Krachak A.N., Prudkovskiy A.G. Macroscopic
model for multispecies ion-exchange kinetics // React. Funct. Polym. 1995. Vol. 28. P.13-
20.
9. Долгоносов А.М. Электрические эффекты многокомпонентной ионообменной
кинетики // Докл. акад. наук.1996. Т. 346, №1. С.56-59.
10. Долгоносов А.М., Авгуль Т.В. Изучение электрических полей, возникающих в
процессе многокомпонентного ионного обмена / Сб.: Теория и практика
сорбционных процессов, Воронеж. 1997. Вып. 22. С.4-11.
11. Dolgonosov A.M. Electric effects in multicomponent ion-exchange kinetics // React.
Funct. Polym. 1997. Vol. 34. P. 47-51.
12. Kalinitchev A.I. New kinetic model of multicomponent mass transfer and
concentration waves in bifunctional matrix of nanocomposites //Сорбционные и
хроматографические процессы. 2013. Т. 13, Вып.6. С. 760-774.
13. Долгоносов А.М., Хамизов Р.Х., Крачак А.Н., Прудковский А.Г и др.
Макроскопическая модель кинетики многокомпонентного ионного обмена:
принципы и применение / Сб.: Теория и практика сорбционных процессов, Воронеж.
1997. Вып. 22. С. 26-35.
14. Балеску Р. Равновесная и неравновесная статистическая механика / Пер. с англ.
под ред. Д.Н.Зубарева, Ю.Л. Климонтовича. М., Мир. 1978. Т.2. С.42-46.
15. Морф В. Принципы работы ионоселективных электродов и мембранный
транспорт / Пер. с англ. под ред. О.М. Петрухина. М., Мир. 1985. 280 c.
16. Glueckauf E. Theory of chromatography. IX. Theoretical plate concept in column
separations // Trans. Faraday Soc. 1955. Vol. 51. P. 34-44.
17. Glueckauf E. Theory of chromatography. X. Formulas for diffusion into spheres and
their application to chromatography // Trans. Faraday Soc. 1955. Vol. 51. P.1540-1551.
18. Долгоносов А.М., Сенявин М.М., Волощик И.Н. Ионный обмен и ионная
хроматография. М., Наука.1993. 222 с.
19. Патент РФ, RU №2150107/ Долгоносов А.М. Способ твердофазного разделения
и определения ионов и электрохимическая ячейка для его осуществления / Заяв.
№ 99105100/28 от 16.03.1999, Опубл. 27.05.2000, Бюл.№15.
20. Долгоносов А.М. Принцип твердофазного разделения и определения ионов.
Новые экспериментальные исследования // Сорбционные и хроматографические
процессы. 2002. Т. 2, Вып. 4. С. 411-421.
21. Долгоносов А.М. Метод анализа растворов, основанный на принципе
твердофазного разделения и определения ионов // Журн. аналит. химии. 2003. Т. 58,
№ 8. С.886-893.
Published
2019-11-19
How to Cite
Dolgonosov, A. M., Khamizov, R. K., Krachak, A. N., Prudkovskiy, A. G., & Kolotilina, N. K. (2019). Non-linear kinetics of multicomponent ion exchange. Macroscopic model and non-monotone curves. Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy, 14(5). Retrieved from https://journals.vsu.ru/sorpchrom/article/view/1544
Section
Статьи
