Аннотация
УДК 541.183.12:541.135
DOI https://doi.org/10.5281/zenodo.1464855
Рассмотрена техника экспериментов для изучения кинетики процессов ионного обмена в слабых электрических полях на ионообменных смолах методом компьютерной резистометрии. В процессе ионного обмена в системе ионит-модельный раствор NaCL+NaOH зарегистрирована динамика изменения химического состава раствора путем измерения сопротивления раствора резистометром с проточным сенсором и последующей компьютерной обработкой сигнала. Обсуждается схема взаимодействия электрического и диффузионного полей ионов в твердой фазе ионита. Показано, что при наложении слабого направленного электрического поля на сферическую частицу ионообменника нарушается сферическая симметрия скорости перемещения ионов и изменяется баланс ионных потоков. следствием этого является ускорение обменного процесса в направлении вектора электрического поля. Рассмотрена экспериментальная установка для изучения динамики ионного обмена, включающая конвективный реактор, встроенную колонку с порцией ионита, систему термостатирования, проточный сенсор электрического сопротивления раствора, электронный резистометр, потенциостат-гальваностат. Описаны три метода эксперимента – нестационарный с суспензией ионита в замкнутом объеме, нестационарный с фильтрацией через ионит в колонке, метод открытой фильтрации через колонку. Показано, что в суспензионном режиме обмена на основном интервале времени процесса скорость ионного потока в твердой фазе постоянна и не зависит от степени насыщения ионита. Эффект обусловлен действием закона электронейтральности на два потока ионов с зарядами одного знака и с противоположными градиентами концентрации.
Ключевые слова: ионит, ионный обмен, обменная емкость, электрическое поле, диффузия, сопротивление, сенсор, резистометр.