Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






ЗНАЧЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ



Адсорбционные процессы имеют как теоретическое, так и практическое значение, так как широко распространены в природе.

Гетерогенный катализ тесно связан с адсорбцией. Легче всего реагенты адсорбируются на активных центрах твердого катализатора, где имеется избыток свободной поверхностной энергии. В некоторых случаях на этих участках может произойти хемосорбция с образованием поверхностных соединений. Все это приводит к предварительному ослаблению отдельных химических связей реагентов и облегчает дальнейшее их превращение (уменьшает энергию активации реакции).

Для изменения ионного состава природных вод методом ионного обмена используют природные алюмосиликаты (цеолиты) или искусственно получаемые высокомолекулярные соединения – ионообменные смолы или иониты. Это нерастворимые в воде твердые вещества от желтого до черного цвета, изготавливаемые в виде зерен размером 0,2...2,0 мм. Катиониты – это ионообменные смолы, способные к обмену катионами между смолой и раствором. Аниониты же способны к обмену с раствором анионами. Катиониты содержат множество функциональных групп кислотного характера: –SO3H,

–COOH, –OH (из фенолов) и другие. Аниониты содержат основные группы: – NH2, =NH, =N–.

Чем больше активных групп содержит ионит, тем выше его ионообменные свойства. В воде иониты набухают за счет проникновения молекул воды в их структуру и диссоциируют на ионы. В результате возникает поликатион или полианион. Известны также амфотерные иониты.

Емкость ионитов или обменная способность выражается в ммоль-экв. катионов или анионов, поглощаемых единицой массы ионита. У большинства ионитов она колеблется в интервале 3...10 ммоль-экв./г ионита.

Предварительно иониты подвергаются обработке соответствующими реагентами: катиониты обрабатываются кислотой, а аниониты – раствором щелочи. При этом катиониты переходят в Н-форму, а аниониты - в ОН-форму.

Если какой-либо раствор (например, раствор CaSO4) пропускать через раствор катионита, а затем через раствор анионита можно практически обессолить его в результате протекания следующих ионообменных процессов:

2R–SO3H +Ca2+ (R–SO3)2Ca + 2H+

2R1–NH3OH + SO (R1–NH3)2SO4 + 2OH ,

то есть после прохождения через раствор катионита раствор становится кислым из-за появления ионов Н+, а после прохождения через слой ионита они нейтрализуются появляющимися в растворе ионами ОН. В итоге, взамен соли СаSO4 в растворе появляются молекулы воды.



Очистка воды ионитами имеет большое значение при питании котлов высокого давления, а также в ряде производств, где требуется исправление ионного состава растворов – в ликеро-водочной про-мышленности, сахарной промышленности, пивоварении, производстве фототоваров и лекарственных препаратов и другие. Существенную роль они играют в винодельческой и молочной промышленности. С их помощью удаляют ионы Fe3+, Cu2+ и Са2+, которые вызывают помутнение вин. При удалении Са2+ из коровьего молока его свойства приближаются к свойствам женского молока, пригодного для питания грудных детей.

Действие почвенного поглощающего комплекса (ППК), состоящего в основном из почвенных коллоидов, основано на явлении адсорбции. Высокоразвитая поверхность их обуславливает наличие избытка свободной поверхностной энергии, из-за чего ППК обладает способностью поглощать и удерживать питательные вещества. Затем в результате ионообменной адсорбции эти вещества могут десорбироваться в почвенный раствор и усваиваться растениями. Минеральные и органические почвенные коллоиды адсорбируют из почвенного раствора катионов растворенных электролитов. Поэтому способность почвы поглощать и удерживать питательные вещества измеряется параметром емкости катионного обмена (ЕКО). ЕКО – этоколичство моль-эквивалентов катионов, поглощаемых 1 кг воздушно сухой почвы. Некоторые анионы также удерживаются в составе почвы (НРО42-, SO42-). Однако это происходит по механизму эквивалентной адсорбции. Сначало почвенные коллоиды адсорбируют катионов. Затем поглощенные катионы притягивают из раствора и удерживают тех анионов, с которыми образуют малорастворимые соединения.

Адсорбция играет чрезвычайно важную роль в биологических процессах. Роль адсорбции обусловлена наличием в организме большого количества различных поверхностей раздела – поверхности клеток, стенок сосудов, коллоидных частиц протоплазмы и поверхности раздела между организмом и средой. Действие ферментов также начинается с адсорбции субстрата на ферменте.



ЧАСТЬ ВТОРАЯ.

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

В коллоидной химии рассматриваются процессы образования и разрушения дисперсных систем, а также их характерные свойства, связанные в основном с поверхностными явлениями на границе раздела фаз в этих системах.

Особое значение коллоидной химии определяется тем, что многие природные тела – горные породы, организмы растений и животных, строительные и конструкционные материалы – являются дисперсными системами. Они встречаются во многих технологических процессах и процессах в природе, при которых происходит образование или разрушение дисперсных систем.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!