Ионообменное равновесие

RA + B

Процесс обмена иона А, связанного с матрицей ионообменника (R), на ион В, находящийся в растворе, можно представить в виде равновесия:

RB + A

Термодинамическая константа данного равновесия характеризу­ет способность иона В обмениваться на ион А и имеет вид:

На практике для описания ионообменного равновесия вместо термодинамической константы используют аналогичную концентра­ционную константу, называемую коэффициентом селективности (K_B/A), или смешанную константу, называемую исправленным ко­эффициентом селективности (K B/a):

ал [ B ] ав [ Л ]

[B][A] [B][A]

к;

K

B/A

B/A

При обмене ионов разного заряда стехиометрические коэффици­енты в уравнении ионного обмена не равны 1, поэтому активности (концентрации) входят в выражения констант в степенях, равных со­ответствующим стехиометрическим коэффициентам. Например, для ионообменного равновесия:

[Ca²⁺ ][Na⁺]²

2+

2RNa + Ca

[Na⁺]²[Ca²⁺ ]

R₂Ca + 2Na+ _K

Ca/Na

Величина коэффициента селективности зависит от размера и за­ряда иона, химической структуры ионообменника и условий проведе­ния эксперимента. Например, для сильнокислотного катионообменни- ка Dowex-50, содержащего 8% дивинилбензола:

Na

K

Cs

Ag

^KX/H (0,79 Lf

Для описания ионообменного равновесия используют также концентрационный коэффициент распределения (D), который равен отношению равновесной концентрации иона в сорбенте к его равно­весной концентрации в растворе

Дата добавления: 2015-09-07