Кинетика ионного обмена

Процессы ионного обмена протекают во времени, т.е. обладают различной скоростью при различных условиях. На скорость ионного обмена могут влиять: степень “сшитости” (проницаемости) матрицы зерна ионита, размер зерен ионита, температура и концентрация раствора, с которыми контактирует ионит, и другие факторы. Следует заметить, что внешнее давление практически не влияет величину и скорость ионного обмена из растворов. Затрата времени необходима для прохождения рядя элементарных процессов:

диффузии противоионов раствора к зерну ионита;

диффузии противоионов в фазе ионита по направлению от периферии к центру;

обмена противоионов ионита на противоионы из раствора;

диффузии вытесненных противоионов по зерну ионита к его поверхности;

диффузии вытесненных противоионов в объеме раствора.

Обмен ионов в фазе ионита и последний процесс – распределение вытесненных ионов по раствору, можно считать нелимитирующими общую скорость процесса. Скорость первого, второго и четвертого процессов в значительной мере определяется исходной концентрацией противоионов соответственно в растворе и в ионите.

Считается, что при концентрациях ионов в растворах менее 0,003 М медленным процессом, лимитирующим общую скорость процесса, является диффузия ионов по раствору к поверхности зерна и через неподвижную граничную пленку жидкости у поверхности зерна ионита (пленочная кинетика). В случаях, когда концентрация ионов в растворе выше 0,1 М, процессом, контролирующим общую скорость, считается процесс диффузии ионов по зерну в фазе ионита (гелевая кинетика). В случаях концентраций ионов в растворе, находящихся в пределах между 0,003 – 0,1 М, в качестве лимитирующих процессов могут проявлять себя как диффузия через неподвижную пленку, так и диффузия в фазе ионита.

Другое по теме

Язык науки и язык природы
Что такое время, знают вроде бы все. Но ни один человек не может дать понятию "время" однозначное словесное определение, не прибегая к формулировкам типа "масляное масло". И в этом заключается глубокий научный смысл: согласно известной теореме Гёделя о неполноте аксиоматического описания, подобные т ...

Антропный космологический принцип
Идеи антропного космологического принципа, развивавшиеся в последнем столетии XX века, представляют большой научный интерес с точки зрения ответа на вопросы происхождения и эволюции окружающего мира. Основная идея этого принципа состоит в том, что фундаментальные свойства Вселенной, значения основных физических констант ...