Реферат: Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обмена

Самарин Е.Н., Фомичева Е.Н.

Явление ионного обмена уже более 150 лет остается предметом пристального внимания исследователей. Предложено множество уравнений для константы ионообменной реакции Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обмена[1], однако каждое имеет серьезные ограничения. Тем не менее часто в практических расчетах используются значения Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обменабез учета специфики их получения. Особенное большое влияние на Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обменаоказывают концентрация глинистой суспензии и внешнего электролита, а также емкость катионного обмена глинистого грунта (ЕКО) [1,3].

Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обмена

Рис.1. Влияние концентрации суспензии на величину термодинамической константы Na/Ca-обмена.

Настоящее исследование выполнено на монтмориллоните с катионной парой Са2+-Nа+. Монокатионные формы минерала приготовлены по методу К.К. Гедройца после отмучивания фракции < 5 мкм из "киловых" глин (К2s) - отобранных из Бахчисарайского разреза II гряды Крымских гор. Содержание монтмориллонита в образцах не менее 98,5 %; в составе примесей: кварц, кальцит и иллит. Химический состав образцов соответствует высокозарядному Al-монтмориллониту, тип Wyoming, ЕКО 1,31 мг-экв./г.

Экспериментальные изотермы ионного обмена получены по общепринятой методике [4] для прямой Ca Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обменаNa и обратной Na Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обменаCa реакций при pH=7 в бинарных растворах хлоридов (мольные доли Na+ и Са2+ изменялись от 0 до 1 in contrary) суммарной концентрации от 0,0018 до 1,0 экв./л. Константы селективности Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обменареакции обмена при Ip-pa = const рассчитаны по Е.Н.Гапону и по В.Д.Аргензингеру [1]. Экстраполяция значений Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обмена, соответствующих фиксированному составу обменного комплекса (ОК), к нулевой ионной силе выполнена по методу В.П.Васильева. Использованы два варианта расчета: (1) для фиксированной концентрации суспензий (Cсусп), если Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обменарассчитан по В.Д.Аргензингеру (классическая методика); (2) для фиксированного соотношения катионов "обменный комплекс - внешний раствор" (Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обмена), если Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обменарассчитан по Е.Н.Гапону. Термодинамическая константа Na/Ca-обмена _ рассчитана по методу Г.Гейнеса и Х.Томаса [2] для обоих вариантов представления коэффициентов селективности.

Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обмена

Рис.2. Влияние соотношения содержания катионов "ОК - раствор" на величину термодинамической константы Na/Ca-обмена.

Показано, что с увеличением Cсусп в системе экспериментально получаемое значение Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обменауменьшается и стремится к постоянному значению (рис.1). По-видимому, это обусловлено невозможностью развития равновесного профиля ДЭС, а при больших концентрациях суспензий перекрытием диффузных оболочек, развитых вокруг частиц и, возможно, структурированием осадка глины.

Расчет значений Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обменапо второму варианту приводит к аналогичному результату: с увеличением Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обменазначение Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обменауменьшается (рис.2). Тем не менее, именно такой способ расчета, предлагаемый авторами впервые, является более предпочтительным, поскольку получаемое значение Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обменане зависит от концентрации суспензии в системе, а определяется только величиной ЕКО глинистого грунта и концентрацией электролита, Кроме того, в этом случае возможно непосредственно из значения Методические аспекты экспериментальной оценки термодинамической константы Na/Ca-обменарассчитать изотерму ионного обмена для исследованного диапазона концентраций и значения коэффициентов селективности для любого состава обменного комплекса.

Список литературы

 Bolt G.H. Cation-exchange equations used in soil science - A review. //Neth. J. Agric. Sci. 1967, v.15, pp.81-103.

 Gaines G.L., Thomas H.C. Adsorption Studies on Clay Minerals. II. A Formulation of the Thermodynamics of Exchange Adsorption. //The Journal of Chemical Physics. 1953, v.21, N 4, pp.714-718.

 Maes A., Cremers A. Charge density effects in ion exchange. I - Heterovalent exchange equilibria. //J.C.S. Faraday transactions. I. 1977, v.73, pp.1807-1814.

 Van Bladel R., Laudelout H. Apparent irreversibility of ion-exchange reactions in clay suspensions. //Soil Science. 1967, v.104, N 7, pp.134-137.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://geo.web.ru/


©2007—2016 Пуск!by | По вопросам сотрудничества обращайтесь в contextus@mail.ru