К дискуссии о природе селективности сильных ионитов (Ответ на комментарий В.А. Шапошника, опубликованный в журнале«Сорбционные и хроматографические процессы», №2, 2021)

Аннотация

В статье продолжена дискуссия по поводу теории селективности сильных ионообменников, предложенной профессором В.А. Шапошником. Применение моделей, использующих дробные заряды, лишено физического смысла. Физически добротная теория должна оперировать целочисленными величинами по отношению элементарному заряду, а волатильность значений энергии кулоновского взаимодействия может быть объяснена различным расстоянием между зарядами, эффектами экранирования и т.п.

В статье приведены математические выводы, касающиеся транспорта ионов разбавленного раствора под действием слабого электрического поля. Эти выводы опираются на закон Нернста-Эйнштейна, связывающий скорость ионов с их диффузионными коэффициентами и температурой.

Согласно известной модели перескоков противоионов между фиксированными зарядами при движении в фазе ионита коэффициенты внутренней диффузии с хорошей точностью подчиняются правилу, выражающему их через коэффициенты распределения и коэффициенты диффузии ионов в жидкости. Последние сильно зависят от температуры, что необходимо учитывать в расчетах. Коэффициенты распределения связаны с избыточной энергией Гиббса при сорбции, соответствующей энергии активации перескока.

Проведено сравнение данных, полученных автором и В.А. Шапошником, по оценке вклада в энергию сорбции кулоновского взаимодействия между фиксированными зарядами ионообменников и противоионами, показывающее (по Китайгородскому) эффективность подхода автора по рассматриваемому вопросу.