Кинетика обмена ионов Сu²⁺ и Н⁺ на гидрофосфате циркония

Кинетическим и электромиграционным методами исследована подвижность ионов Сu²⁺ и Н⁺ в фазе неорганического ионита на основе гидрофосфата циркония. Установлено, что подвижность ионов Сu²⁺ в гидрофосфате циркония возрастает по мере увеличения степени диссоциации функциональных групп ионита. Рассчитаны...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2006
Hauptverfasser:	Дзязько, Ю.С., Пальчик, А.В., Рождественская, Л.М., Лапик, Ф., Беляков, В.Н.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України 2006
Schriftenreihe:	Украинский химический журнал
Schlagworte:	Электрохимия
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/185550
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Кинетика обмена ионов Сu²⁺ и Н⁺ на гидрофосфате циркония / Ю.С. Дзязько, А.В. Пальчик, Л.М. Рождественская, Ф. Лапик, В.Н. Беляков // Украинский химический журнал. — 2006. — Т. 72, № 10. — С. 95-99. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-185550
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1855502025-02-23T17:43:00Z Кинетика обмена ионов Сu²⁺ и Н⁺ на гидрофосфате циркония Кінетика обміну йонів Сu²⁺ та Н⁺ на гідрофосфаті цирконію Kinetics of the exchange of Cu²⁺ and Н⁺ ions on zirconium hydrophosphate Дзязько, Ю.С. Пальчик, А.В. Рождественская, Л.М. Лапик, Ф. Беляков, В.Н. Электрохимия Кинетическим и электромиграционным методами исследована подвижность ионов Сu²⁺ и Н⁺ в фазе неорганического ионита на основе гидрофосфата циркония. Установлено, что подвижность ионов Сu²⁺ в гидрофосфате циркония возрастает по мере увеличения степени диссоциации функциональных групп ионита. Рассчитаны эффективные коэффициенты диффузии, которые составляют для Сu²⁺ 4.77×10⁻¹³—8.13×10⁻¹³ м²/с, а для Н⁺ — 6.60×10⁻¹²—1.65×10⁻¹¹ м2/с. Кінетичним і електроміграційним методами досліджено рухливість йонів Сu²⁺ та Н⁺ у фазі неорганічного йоніту на основі гідрофосфату цирконію. Встановлено, що рухливість йонів Сu²⁺ у гідрофосфаті цирконію зростає із збільшенням ступеня дисоціації функціональних груп йоніту. Розраховані ефективні коефіцієнти дифузії, які складають для Сu²⁺ 4.77×10⁻¹³— 8.13×10⁻¹³, а для Н⁺ — 6.60×10⁻¹²—1.65×10⁻¹¹ м²/с. The mobility of Сu²⁺ and Н⁺ ions in inorganic ion-exchanger based on zirconium hydrophosphate was investigated using both kinetic and electromigration method. It was found, that the Cu²⁺ ion mobility in zirconium hydrophosphate arises with increase of split degree of functional group. The effective diffusion coefficients were calculated, the are 4.77×10⁻¹³—8.13×10⁻¹³ m²/c for Сu²⁺ and 6.60×10⁻¹²—1.65×10⁻¹¹ m²/с for Н⁺. 2006 Article Кинетика обмена ионов Сu²⁺ и Н⁺ на гидрофосфате циркония / Ю.С. Дзязько, А.В. Пальчик, Л.М. Рождественская, Ф. Лапик, В.Н. Беляков // Украинский химический журнал. — 2006. — Т. 72, № 10. — С. 95-99. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/185550 541.183.12+546.273+546.831.4-36 ru Украинский химический журнал application/pdf Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Электрохимия Электрохимия
spellingShingle	Электрохимия Электрохимия Дзязько, Ю.С. Пальчик, А.В. Рождественская, Л.М. Лапик, Ф. Беляков, В.Н. Кинетика обмена ионов Сu²⁺ и Н⁺ на гидрофосфате циркония Украинский химический журнал
description	Кинетическим и электромиграционным методами исследована подвижность ионов Сu²⁺ и Н⁺ в фазе неорганического ионита на основе гидрофосфата циркония. Установлено, что подвижность ионов Сu²⁺ в гидрофосфате циркония возрастает по мере увеличения степени диссоциации функциональных групп ионита. Рассчитаны эффективные коэффициенты диффузии, которые составляют для Сu²⁺ 4.77×10⁻¹³—8.13×10⁻¹³ м²/с, а для Н⁺ — 6.60×10⁻¹²—1.65×10⁻¹¹ м2/с.
format	Article
author	Дзязько, Ю.С. Пальчик, А.В. Рождественская, Л.М. Лапик, Ф. Беляков, В.Н.
author_facet	Дзязько, Ю.С. Пальчик, А.В. Рождественская, Л.М. Лапик, Ф. Беляков, В.Н.
author_sort	Дзязько, Ю.С.
title	Кинетика обмена ионов Сu²⁺ и Н⁺ на гидрофосфате циркония
title_short	Кинетика обмена ионов Сu²⁺ и Н⁺ на гидрофосфате циркония
title_full	Кинетика обмена ионов Сu²⁺ и Н⁺ на гидрофосфате циркония
title_fullStr	Кинетика обмена ионов Сu²⁺ и Н⁺ на гидрофосфате циркония
title_full_unstemmed	Кинетика обмена ионов Сu²⁺ и Н⁺ на гидрофосфате циркония
title_sort	кинетика обмена ионов сu²⁺ и н⁺ на гидрофосфате циркония
publisher	Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
publishDate	2006
topic_facet	Электрохимия
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/185550
citation_txt	Кинетика обмена ионов Сu²⁺ и Н⁺ на гидрофосфате циркония / Ю.С. Дзязько, А.В. Пальчик, Л.М. Рождественская, Ф. Лапик, В.Н. Беляков // Украинский химический журнал. — 2006. — Т. 72, № 10. — С. 95-99. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
series	Украинский химический журнал
work_keys_str_mv	AT dzâzʹkoûs kinetikaobmenaionovsu2innagidrofosfatecirkoniâ AT palʹčikav kinetikaobmenaionovsu2innagidrofosfatecirkoniâ AT roždestvenskaâlm kinetikaobmenaionovsu2innagidrofosfatecirkoniâ AT lapikf kinetikaobmenaionovsu2innagidrofosfatecirkoniâ AT belâkovvn kinetikaobmenaionovsu2innagidrofosfatecirkoniâ AT dzâzʹkoûs kínetikaobmínujonívsu2tannagídrofosfatícirkoníû AT palʹčikav kínetikaobmínujonívsu2tannagídrofosfatícirkoníû AT roždestvenskaâlm kínetikaobmínujonívsu2tannagídrofosfatícirkoníû AT lapikf kínetikaobmínujonívsu2tannagídrofosfatícirkoníû AT belâkovvn kínetikaobmínujonívsu2tannagídrofosfatícirkoníû AT dzâzʹkoûs kineticsoftheexchangeofcu2andnionsonzirconiumhydrophosphate AT palʹčikav kineticsoftheexchangeofcu2andnionsonzirconiumhydrophosphate AT roždestvenskaâlm kineticsoftheexchangeofcu2andnionsonzirconiumhydrophosphate AT lapikf kineticsoftheexchangeofcu2andnionsonzirconiumhydrophosphate AT belâkovvn kineticsoftheexchangeofcu2andnionsonzirconiumhydrophosphate
first_indexed	2025-11-24T05:03:33Z
last_indexed	2025-11-24T05:03:33Z
_version_	1849646763841945600
fulltext	ЭЛЕКТРОХИМИЯ УДК 541.183.12+546.273+546.831.4-36 Ю.С. Дзязько, А.В. Пальчик, Л.М. Рождественская, Ф. Лапик, В.Н. Беляков КИНЕТИКА ОБМЕНА ИОНОВ Сu2+ И Н+ НА ГИДРОФОСФАТЕ ЦИРКОНИЯ Кинетическим и электромиграционным методами исследована подвижность ионов Сu2+ и Н+ в фазе неор- ганического ионита на основе гидрофосфата циркония. Установлено, что подвижность ионов Сu2+ в гидро- фосфате циркония возрастает по мере увеличения степени диссоциации функциональных групп ионита. Рас- считаны эффективные коэффициенты диффузии, которые составляют для Сu2+ 4.77⋅10–13—8.13⋅10–13 м2/с, а для Н+ — 6.60⋅10–12—1.65⋅10–11 м2/с. Неорганические иониты на основе гидроксо- фосфата циркония (ГФЦ), а также его производ- ных характеризуются высокой обменной емко- стью и значительной селективностью по отноше- нию к катионам двухвалентной меди, что позво- ляет рассматривать их как перспективные мате- риалы для электродеионизационного извлечения этого металла [1, 2]. Одним из важнейших пара- метров, определяющих эффективность процесса электродеионизации, является подвижность погло- щенных ионов в фазе ионита [3]. Кроме того, в случае гидролизующих ионов определяющую роль играет также и подвижность ионов Н+. Протоны, мигрирующие в слое ионита по действием элект- рического поля, нейтрализуют ионы ОН–, генери- рующиеся на поверхности катионообменной мем- браны, предотвращая образование нераствори- мых гидроксосоединений. Таким образом, целью данной работы является оценка подвижности ио- нов Cu2+ и Н+ в ГФЦ . Изучен ионит, полученный фосфатированием гидратированного диоксида циркония аналогич- но [4]. Образец ГФЦ характеризовался следующи- ми параметрами: насыпная плотность — 1162 кг/м3, мольное соотношение Zr:P = 0.92:1, полная обменная емкость 4200 моль/м3, удельная повер- хность — 105 м2/кг. Кинетику обмена Cu2+ → Н+ исследовали ме- тодом "тонкого слоя" [5]. Через слой ионита в ци- клическом режиме пропускали 0.1 М раствор CuSO4, предварительно подкисленный Н2SO4 до рН 2.5 (для обеспечения диссоциации функцио- нальных групп –OPO3H 2 только по механизму –ОPO3H2 ↔ –OPO3H– + Н+). Масса ионита соста- вляла 0.1 г, а объем раствора — 1 дм3. Через оп- ределенные промежутки времени контакт ионита c раствором прерывали, ионит обрабатывали 2 М Н2SO4 и анализировали элюат атомно-абсорб- ционным методом при помощи спектрофотомет- ра Pye Unicam SP 9. Электромиграцию изучали при помощи уста- новки, описание которой приведено в работе [6]. Электродиализная ячейка соответствовала схеме: катодное отделение — анионообменная мембрана (АМI-7001) — концентрационное отделение — ка- тионообменная мембрана (CMI-7000) — отделе- ние, заполненное ионитом — анионообменная мем- брана — анодное отделение. Эффективная пло- щадь мембран и электродов (платинированный титан) составляла 10 см3 (1 смx10 см), толщина слоя ионита — 1.5 см. Дистиллированную воду из резервуара на входе в прямоточном режиме про- пускали через слой ионита со скоростью 1.67⋅10–4 м/с. В анодной камере циркулировал 1 М Na2SO4, а в катодной и концентрационной — 1 М H2SO4. Объем каждого из циркулирующих рас- творов составлял 0.4 дм3. Ионит предварительно переводили в частич- но замещенную форму, обрабатывая 0.01 М рас- твором CuSO4 в течение 24 ч. Объемное соотно- шение ионит : раствор составляло 1:15. Как было установлено, обменная емкость ионита, насыщен- ного таким образом, достигала 0.117 моль/кг. Эксперимент проводили в гальваностатичес- ком режиме при плотности тока 250 А/м2. Через фиксированные промежутки времени отбирали про- бы из концентрационного и анодного отделений, а также на выходе из ячейки и определяли кон- центрацию Cu2+ атомно-абсорбционным методом. На рис. 1, а приведена зависимость емкости ГФЦ по ионам Cu2+ ( A __ Cu) от времени обмена (τ). Величина A __ Cu закономерно увеличивалась во © Ю .С. Дзязько, А.В. Пальчик, Л.М . Рождественская, Ф . Лапик, В.Н . Беляков , 2006 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2006. Т . 72, № 10 95 времени, ассимптотически приближаясь к неко- торому постоянному значению (A __ Cu), составля- ющему 2.11 моль/кг (экспериментально было най- дено, что данная емкость достигается в течение 48 ч и впоследствии не изменяется). Как было пред- варительно установлено, при концентрации CuSO4 0.1 М скорость обмена не зависит от скорости по- тока раствора, что свидетельствует о внутридиф- фузионном характере обмена [5]. В этом случае, при условии A __ Cu / A __ Cu ∞ < 0.9, скорость ионного обмена может быть описана уравнениями [8]: Bτ = 2π – 13 π2A __ Cu A __ Cu ∞ – 2π    1 − π3 A __ Cu A __ Cu ∞    0.5 ; (1) B = 4π2D __ Cu d _2 , (2) где B — кинетический параметр; D __ Cu — коэф- фициент диффузии Сu2+ в фазе ионита; d — диаметр гранул. Для изотопного обмена зависимость Bτ—τ представляет собой прямую, если лимитирующей стадией является внутридиффузионная кинетика [8]. При обмене Сu2+→ Н+ линейность зависимос- ти Bτ—τ не соблюдается (рис. 1, б) — данная зави- симость может быть аппроксимирована функцией: Bτ = a1 1 + exp – τ − a2 a3   , (3) где a1–a3 — эмпирические параметры (a1=0.57, a2=606, a3=169 с). Величина B была найдена диф- ференцированием функции (3), а DCu — из уравнения (2). Нелинейность функции Bt—τ обусловлена дополнительным влиянием градиента электриче- ского потенциала, возникающем в гранулах ио- нита при обмене разнозарядных ионов [5]. При этом величина DCu связана с коэффициентами самодиффузии Cu2+ (D __ ′Cu) и Н+ (D __ ′H ) соотно- шением: DCu = D __ ′CuD __ ′H (z Cu i 2 A __ Cu + z H 2 A __ H ) D __ ′Cu z Cu i 2 A __ Cu + D __ ′H z H 2 A __ H , (4) где z — заряд ионов. Поскольку в нашем случае величина рН рас- твора не изменялась (вследствие большого соотно- шения масс раствора и ионита), можно полагать, что при достижении A __ Cu ∞ все ионы Н+ функциональ- ных групп, диссоциированных при рН 2.5, заме- щены на Cu2+ (AH → 0, A __ Cu / A __ Cu ∞ → 1). При этом, как следует из уравнения (3), DCu соответствует D __ ′H . Аналогично, DCu=D __ ′Cu при A __ Cu → 0 (A __ Cu / A __ Cu ∞ → 0). Таким образом, коэффициенты само- диффузии Cu2+ и Н+ были найдены экстрапо- ляцией зависимости DCu—ACu/ACu ∞ на 0 и 1 соот- ветственно (рис. 2). Экстраполирован отрезок кривой, соответствующий возрастанию DCu. При этом D __ ′Cu = 9.08⋅10–14 и D __ ′H = 2.4⋅10–12 м2/c. Уменьшение DCu при ACu/ACu ∞ >0.48 обуслов- лено, очевидно, дополнительным взаимодейст- вием Cu2+ с функциональными группами ионита. Подтверждением этому служит сверхэквивален- тное поглощение Cu2+: полная эквивалентная обменная емкость по этим катионам при рН 2.5 составляет 4.22 г-экв/кг, а по Na+— 1.33 г-экв/кг при этом же рН (по данным потенциометричес- кого титрования). Эффективный коэффициент диффузии, соот- ветствующий обмену Cu2+→ Н+ (D __ Cu э ) , найден из уравнения: Рис. 1. Зависимость обменной емкости ГФЦ по катионам Cu2+ (a) и Bτ (б) от времени обмена. а б 96 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2006. Т. 72, № 10 D __ Cu э = 0.03 d __ 4τ0.5 , (5) где τ0.5 — время полуобмена. Учитывая, что t0.5= =660 с, величина D __ Cu э cоставляет 4.77⋅10–13 м2/c. Подвижности Cu2+ и Н+ в ГФЦ при рН 4 были найдены электромиграционным методом. Определение DCu при данном значении рН кине- тическим методом не представлялось возмож- ным, поскольку рН 0.1 М CuSO4 составляет при- близительно 3.3 вследствие гидролиза Cu2+. В ходе эксперимента ионы Cu2+ мигрировали в концентрационное отделение. Зависимость коли- чества Cu2+ в католите (nCu,к) от τ приведена на рис. 3 (кривая 1). В анолите, катодном отделении и диализате ионы меди не были обнаружены. Переход ГФЦ из Cu2+ в Н+-форму сопровож- дался некоторым увеличением напряжения (рис. 3, кривая 2). Это, вероятно, было обусловлено ча- стичным осаждением нерастворимых гидроксо- соединений Cu2+ на поверхности мембраны. Под- тверждением этому предположению служит ана- лиз материального баланса, проведенный сопос- тавлением количества Cu2+ в ионите до и после окончании эксперимента с величиной nCu,к. Уста- новлено, что примерно 15 % от общего количе- ства десорбированной меди осаждалось на катио- нообменной мембране. Величина рН раствора, образующегося в от- делении, заполненном ионитом, на протяжении 13 ч эксперимента оставалась без изменения и со- ставляла 4. Полученные данные позволяют сделать неко- торые количественные оценки переноса ионов Cu2+ в слое ионита аналогично [7]. Поток ионов Cu2+ через мембрану был определен как N~ Cu: N~ Cu = 1 S ⋅ dnCu,к dτ . (6) В случае, если перенос ионов осуществляется только через ионит, поток катионов через мем- брану соответствует потоку через ионит (NCu), включающему миграционную, диффузионную и конвекционную составляющие. Иными словами, N~ Cu=N Cu. В начальный момент времени (τ=0) градиентом концентрации, возникающем в слое ионита под действием внешнего электрического поля, можно пренебречь [7]. Поскольку исследуе- мый образец ГФЦ характеризуется мезопористой структурой [4], конвекционную составляющую также можно не принимать во внимание. Таким образом, поток через ионит обусловлен только миграцией и связан с коэффициентом диффузии в ионите выражением, аналогичным приведен- ному в работе [5]: N = – zCuF R T ⋅D __ Cu э ρ __ A __ Cu gradΦ __ , (7) здесь F — константа Фарадея; R — универсаль- ная газовая постоянная; T — температура; ρ — насыпная плотность ионита; gradФ — градиент потенциала в слое ионита. Зависимость nCu,к от времени выражается уравнением: nCu,к = b1 + b2(1 – exp(–b3)) , (8) где эмпирические коэффициенты b1=0.07 моль, b2=1.09 моль, b3=5.34⋅10–5 c–1 и, соответственно, NCu=b2b3=5.82⋅10–5 моль/(м2⋅с) при τ0=0. Учитывая, что напряжение на ячейке дости- гает высоких значений, при оценке градиента по- Рис. 2. Зависимость коэффициента диффузии, соответ- ствующего обмену Cu2+ → H+, от ACu/ACu ∞ . Рис. 3. Зависимость количества Cu+ в отделении концентрирования (1) и напряжения (2) от времени. ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2006. Т . 72, № 10 97 тенциала через слой ионита потенциалами элек- тродов и падением напряжения в мембранах и 1 М растворах электролитов можно перенебречь. Начальная напряженность электрического поля в ионите была рассчитана на основании напря- жения на ячейке U: \|grad Ф \| = U0/lb , (9) где U0 — напряжение на ячейке, lb — толщина слоя ионита. Кажущаяся плотность используемой фракции ГФЦ составляла 1162 кг/м3, а содержание меди на единицу массы — 0.12 моль/кг. Напряжение на ячейке при τ=0 составляло 100.4 В (grad Ф= = – 6693 В/м) и, в соответствии с этим, значение коэффициента диффузии DCu — 8.13⋅10–13 м2/с. Полученные результаты позволяют также оценить подвижность ионов H+ в фазе ионита. Электропроводность системы ионит—раствор (κ) соответствует: κ = I U0 Slb (10) и составляет 3.7⋅10–2 См/м при напряжении на ячейке в 100.4 В. На основании кондуктометри- ческих измерений было найдено, что электропро- водность раствора в отделении, заполненном ио- нитом, составляла 1⋅10–2 См/м. Величину κ можно представить как функцию электропроводности двух фаз — раствора (κs) и ионита (κ) [5] : κ = c1κ3κ __ c2κ __ ′ + (1 − c2)κσ + c3κs + c4κ , (11) где эмпирические коэффициенты с1, с3 и с4 свя- заны уравнением: с1 + с3,+ с4 = 1 . (12) Учитывая, что обычно с4=0.28 и c3<<1, вели- чина с1 составляет 0.72 [5]. Моделирование урав- нения (11) по двум независимым параметрам κ и с2 позволяет заключить, что электропровод- ность ионита находится в пределах 0.06—0.15 См/м. Предполагая отсутствие необменно сор- бированного электролита в фазе ГФЦ и пренеб- регая вкладом Cu2+ в общую электропроводность, коэффициент диффузии ионов Н+, DH можно оп- ределить из уравнения: DH = RTκ __ zH 2 F2 ρ __ A __ H . (13) Содержание диссоциированных групп в ГФЦ при рН 4, по данным потенциометрического тит- рования, составляет 2.28 моль/кг, а ACu=0.12 моль/кг. В соответствии с этим DH=6.60⋅10–12— 1.65⋅10–11 м2/c. Следует отметить, что эффективные коэффи- циенты диффузии, соответствующие обмену Cu2+ → H+, а также коэффициенты самодиффузии ка- тионов меди и водорода, полученные кинетичес- ким методом при рН 2.5, значительно меньше коэффициентов диффузии Cu2+ и H+, полученных электромиграционным методом при рН 4. Это может быть обусловлено специфическим взаимо- действием катионов металла с функциональными группами ионита, что приводит к искажению за- висимости DCu—ACu/AC u ∞ . С другой стороны, ГФЦ является слабокислотным ионитом — при повышении рН увеличивается степень диссоци- ации функциональных групп и, таким образом, сокращается расстояние от одной диссоцииро- ванной группы до другой. Это облегчает перенос ионов в фазе ионита. Эффективные коэффициенты диффузии Cu2+, полученные кинетическим и электромиграцион- ным методами для ГФЦ , являются величинами того же порядка, что и коэффициент диффузии Ni2+ для сильносшитой макропористой катио- нообменной смолы [7]. Перспективное улучшение ионопроводящих характеристик ГФЦ связано, очевидно, с увеличением количества фосфорно- кислых групп. РЕЗЮМЕ . Кінетичним і електроміграційним мето- дами досліджено рухливість йонів Сu2+ та Н+ у фазі неорганічного йоніту на основі гідрофосфату цирконію. Встановлено, що рухливість йонів Сu2+ у гідрофосфаті цирконію зростає із збільшенням ступеня дисоціації функціональних груп йоніту. Розраховані ефективні ко- ефіцієнти дифузії, які складають для Сu2+ 4.77⋅10–13— 8.13⋅10–13, а для Н+ — 6.60⋅10–12—1.65⋅10–11 м2/с. SUMMARY. The mobility of Сu2+ and Н+ ions in in- organic ion-exchanger based on zirconium hydrophospha- te was investigated using both kinetic and electromigration method. It was found, that the Cu2+ ion mobility in zirconium hydrophosphate arises with increase of split de- gree of functional group. The effective diffusion coeffici- ents were calculated, the are 4.77⋅10–13—8.13⋅10–13 m2/c for Сu2+ and 6.60⋅10–12—1.65⋅10–11 m2/с for H+ . 1. Ilic P.V . // Collect. Czech. Chem. Comm. -1984. -49, № 8. -Р. 1749—1755. 2. Романова И .В., Фарбун И.А ., Александрова В.С., Хайнаков С.А . // Журн. прикл. химии. -2003. -76, № 5. -С. 759—763. 3. Дзязько Ю.С., Атаманюк В.Ю. Наук. записки 98 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2006. Т. 72, № 10 НАУКМА. Хімічні науки. -2004. -28. -С. 50—62. 4. Дзязько Ю.С., Рождественская Л.М ., Пальчик А .В., Беляков В.Н . // Теорет. и эксперим. химия. -2003. -39, № 6. -С. 380—384. 5. Helfferich F. Ion Exchange. -New York.: Dover, 1995. 6. Dzyazko Y u.S ., Belyakov V.N. Desalination. -2004. -162. -P. 179—189. 7. Spoor P.B., ter W een W .R.., Janssen L .J.J. // J. Appl. Electrochem. -2001. -31, № 5. -P. 523—530. 8. Reichenberg D. // J. Amer. Chem. Soc. -1953. -75, № 3. -P. 589—597. Институт общей и неорганической химии им. В.И . Вернадского Поступила 27.05.2005 НАН Украины, Киев Лаборатория химических наук CNRS-ENSIC, Нанси, Франция УДК 541.18.043:541.18.048 Т.С. Сліпенюк, В.В. Нечипорук ДОСЛІДЖЕННЯ МІЖЧАСТИННИХ ВЗАЄМОДІЙ У СУСПЕНЗІЯХ СИНТЕТИЧНОГО АЛМАЗУ Дана кількісна оцінка основних силових складових розклинюючого тиску парної міжчастинної взаємодії. Досліджені флокуляційні процеси у водних суспензіях синтетичного алмазу в присутності поліакриламі- ду та поліетиленоксиду. На сьогодні актуальним є питання регулюван- ня флокуляційними процесами у водних суспен- зіях на основі порошків синтетичного алмазу [1]. Саме для таких суспензій, дисперсна фаза яких є седиментаційно-нестійкою, актуальним є вивчен- ня специфіки дії таких стабілізаторів дисперсних систем, як водорозчинні полімери [2, 3]. Об’єктами дослідження були: а) синтетичні алмазні порошки з середніми роз- мірами частинок 10 та 1 мкм {СА(10) та СА(1)}; б) водорозчинні полімери: поліакриламід (ПАА) поліетиленоксид (ПЕО) Дисперсійне середовище — дистильована вода. Стійкість суспензії алмазного порошку оціню- вали методом оптичної турбідиметрії, вимірюю- чи оптичну густину суспензії. Для цього вико- ристовувався концентраційний фотоелектроколо- риметр КФК-2МП з мікропроцесорною установ- кою, яка дозволяла налагодити прилад на опти- мальний режим роботи. Використовувались квар- цeві кювети товщиною 1.0 см. Робоча довжина хви- лі випромінювання λ дорівнювала 540 нм. Для роботи вибирались концентрації твердої фази, при яких оптична густина не перевищувала значення 2.0—2.5. Це пов’язано з тим, що при біль- ших значеннях D різко зростає похибка у визна- ченні оптичних параметрів, завдяки тому, що ве- личина коефіцієнту екстинкції ε стає функцією кон- центрації як твердої фази (с), так і добавки, роз- мірів кювети l і спостерігається відхилення від закону Бугера–Ламберта–Бера для мутних сере- довищ: D=ε⋅c⋅l. Таким умовам відповідали зна- чення концентрацій СА(1) порошку, які лежали в діапазоні, що не перевищував 1.0 кг/м3. Для порошку СА(10) концентрації не перевищували 5.0кг/м3. Для характеристик впливу хімічних до- бавок на агрегативну та седиментаційну стійкість СА-порошків ми брали зміну оптичної густини ∆D=D–D0, де D0 — оптична густина суспензії при відсутності добавки. Добавки вносились у проце- сі перемішування суспензії, яке здійснювалося з допомогою магнітної мішалки. Сили парної взаємодії частинок розраховува- ли згідно з сучасною модифікованою теорією ДЛФО із включенням структурних та гідродина- мічних сил [4, 5]. Розрахунок силових параметрів у даних системах необхідний для вияснення ролі © Т.С. Сліпенюк, В.В. Нечипорук , 2006 Mr=6.0⋅106 , Mr=2.5⋅106 . ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2006. Т . 72, № 10 99

Кинетика обмена ионов Сu²⁺ и Н⁺ на гидрофосфате циркония

Institution

Ähnliche Einträge