Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Ионные равновесия в водных растворах

Таланов В. М., Житный Г. М.,

2.2.3 Проведение ионного обмена

Ионный обмен можно проводить либо в стационарном, либо в динамическом режиме.

В первом случае в сосуд засыпается ионит и приливается раствор, содержащий ионы, подлежащие фиксации на ионите. Если, например, надо удалить из раствора катионы Ba²⁺, то можно использовать катионит, насыщенный любыми катионами, имеющими меньшее сродство к иониту, чем Ba²⁺. Чаще всего применяют катионит в его Н⁺-форме, т.е. насыщенный катионами водорода. Масса катионита должна быть такой, чтобы в процессе ионного обмена не была превышена обменная емкость ионита. После многократного встряхивания содержимого колбы катионы Ba²⁺ будут зафиксированы на катионите, а ионы Н⁺ перейдут в раствор:

(59)

Если же ионный обмен проводят в динамическом режиме, то через колонку, заполненную ионитом, медленно пропускают раствор, содержащий ионы, подлежащие удалению из раствора. В этом случае ионный обмен обычно ведут до «проскока» фиксируемых ионов, т.е. до момента появления их в вытекающей из колонки жидкости.

По достижении обменной емкости ионита он подлежит регенерации. Рассмотрим равновесие (59). В силу того, что Ba²⁺ имеет значительно большее сродство к катиониту, чем Н⁺, это равновесие практически полностью смещено вправо. Но если через отработанный катионит пропускать концентрированную сильную кислоту, то это равновесие будет смещено влево из-за значительного увеличения концентрации ионов Н⁺, т.е. катионы Ba²⁺ будут извлечен из ионита, а их место займут ионы Н⁺. Таким образом, иониты могут быть использованы многократно, и это свойство является их существенным достоинством.