Іоніти - хімічна енциклопедія

Іоніт

Іоніт (Ионообменники, іонообмінні сорбенти), полімерні в-ва і матеріали, що містять йоногенних і (або) комплексообразующие групи, здатні до обміну іонів при контакті з розчинами електролітів. Більшість іонітів - тверді нерозчинні поліелектроліти аморфної або кристалічної. структури. Йоногенних групи закріплені на мовляв. каркасі (матриці) і дисоціюють, даючи полііонні (фиксир. іони) і рухомі протівоіони, що компенсують заряди полііонні. Напр. (Для однієї ионогенной групи):

За знаком протівоіона розрізняють соотв. катіоніти (полікислоти), аніоніти (поліоснованія) і поліамфоліти (амфотерні іоніти, здатні здійснювати як катіонний, так і аніонний обмін), за ступенем дисоціації йоногенних груп - слабо-, середньо-і сильнокислотную (соотв. основні) катіоніти (аніоніти). При іонному обміні протівоіони стехіометрично обмінюються на іони електроліту того ж знака. Однак обмінний процес може супроводжуватися побічними р-ціями і адсорбцією молекул електроліту (без розщеплення на іони). За хім. природі матриці іонітів ділять на орг. неорг. і мінерально-орг. за походженням - на природні і синтетичні. Самий багаточисельних. клас - орг. іоніти, з яких брало наиб. практич. застосування отримали синтетичні. іоніти завдяки поєднанню високих експлуатаційно-техн. характеристик з різноманітністю способів отримання і фіз.-хім. св-в (див. Іонообмінні смоли). До орг. Іоніт відносяться також хімічно активоване вугілля. деревина. торф. целюлоза. Неорг. іоніти мають матрицю. що складається з атомів елемента, пов`язаних оксидними, фосфатними, ціанідний фрагментами. З неорг. іонітів наиб. значення мають алюмосилікати (пермутіти. мовляв. сита), в кристалічних. решітці яких брало є порівняно великі пустоти. Найчастіше такі іоніти застосовують для незворотного поглинання іонів - їх недолік - низька стійкість в кислому середовищі. Високу селективність мають І, на основі гидратирующие. оксидів або гідроксидів деяких елементів IV-VI гр. периодич. системи, напр. SnO₂. NН₂ Про селективно сорбує іони Li + і F -. Sb₂ Про₅. NН₂ Про - іони Na +. Фосфат Zr має св-вом селективно сорбировать іони Рb 2+. Sr 2+. Cs +. Ba 2 - його застосовують для видалення 90 Sr і 137 Cs з радіоактивних вод. Мінерально-орг. іоніти складаються з орг. іонітів на мінер. носії або з неорг. ионита, диспергированного в полімерному сполучному. Поєднують корисні св-ва обох видів іонітів. Випускають іоніти у вигляді гранул, порошків. волокон, ниток, нетканих іонообмінних матеріалів, тканин. мембран іонообмінних. розчинів іонообмінних полімерів (водорозчинні іоніти) і ін. Характеризують іоніти спец. параметрами, кількісно описують здатність до обміну і селективність при обміні в багатокомпонентному розчині. Найважливішою кількостей. характеристикою іонітів є обмінна ємність - сумарне кількість протиіонів, що припадають на одиницю маси або обсягу ионита, в мг-екв / г (мл) або ммоль / г (мл). Залежно від умов визначення розрізняють статичний. і динамічний. ємність. Коеф. розподілу Р характеризує здатність іоніту концентрувати який отримують компонент А- Р - відношення концентрації цього компонента в іоніте до його рівноважного вмісту в розчині (c_А ): . Для характеристики спорідненості (вибірковості) іонітів до певного йону або компоненту розчину використовують граничний коеф. розподілу Р _: при c_А. 0. Див. Також Іонний обмін. Вибірковість залежить від структури іонітів, хім. будови йоногенних груп і від того, в якій формі виймається іон знаходиться в розчині (напр. від ступеня його гідратації. розміру, ступеня сольватації йоногенних і функц. групами). Макс. сольватация сорбуючого іона у фазі іоніту забезпечує високу спорідненість ионита до цього йону. При сорбції великих і сильно гидратирующие. іонів вибірковість може визначатися кол-вом і розміром пір іонітів, к-які для синтетич. орг. іонітів залежать від типу і кількості зшиває агента і інертного р-розчинника, використаних при синтезі (див. напр. макропористістю іонообмінні смоли). Стійкість іонітів до хутро. тримаючи. і радиац. впливів визначають як втрату основних фіз.-хім. св-в (в% або частках) по відношенню до вихідних, осмотіч. стабільність - за кількістю (в%) нерастрескавшіхся гранул ионита після багаторазового впливу на них циклів кислота - вода -щелочь (тобто переходу з Н + -форми форму М +). Застосовують іоніти для водопідготовки. виділення і концентрування цінних і розсіяних елементів в гідрометалургії. а також в-в з багатокомпонентного орг. і біоорг. сировини, для очищення стічних вод і газових викидів від токсичних в-в, в произове особливо чистих в-в, для аналитич. і препаративних поділів біологічно активних в-в, білків. вірусів. ДНК і РНК. в якості носіїв для гетерог. каталізаторів хім. процесів. Тромборезістентность іоніти (гемосорбенти) використовують для очищення крові. лімфи. ліквору від токсичних в-в.
===
Ісп. література для статті «Іоніт». Гельферих Ф. Іоніти, пров. з нім. М. 1962- Енциклопедія полімерів. М. т. 1-3, 1972-77- Іоніти в кольоровій металургії. М. 1975- Іоніти в хімічній технології. Л. 1982- Аширов А. А. Ионообменная очищення стічних вод. розчинів і газів. Л. 1983. Див. Також літ. при ст. Іонообмінні смоли. Ю. А. Лейкін.