ИОНИТЫ

(ионообменники, ионообменные сорбенты), полимерные в-ва и материалы, содержащие ионогенные и (или) комплексообразующие группы, способные к обмену ионов при контакте с р-рами электролитов. Большинство И. - твердые нерастворимые полиэлектролиты аморфной или кристаллич. структуры. Ионогенные группы закреплены на мол. каркасе (матрице) и диссоциируют, давая полиионы (фиксир. ионы) и подвижные противоионы, компенсирующие заряды полиионов. Напр. (для одной ионогенной группы):
ИОНИТЫ фото №1

По знаку противоиона различают соотв. катиониты (поликислоты), аниониты (полиоснования) и полиамфолиты (амфотерные И., способные осуществлять как катионный, так и анионный обмен), по степени диссоциации ионогенных групп - слабо-, средне- и сильнокислотные (соотв. основные) катиониты (аниониты). При ионном обмене противоионы стехиометрически обмениваются на ионы электролита того же знака. Однако обменный процесс может сопровождаться побочными р-циями и адсорбцией молекул электролита (без расщепления на ионы). По хим. природе матрицы И. делят на орг., неорг. и минерально-орг., по происхождению - на природные и синтетические. Самый многочисл. класс - орг. И., из к-рых наиб. практич. применение получили синтетич. И. благодаря сочетанию высоких эксплуатационно-техн. характеристик с разнообразием способов получения и физ.-хим. св-в (см. Ионообменные смолы). К орг. И. относятся также химически активированные угли, древесина, торф, целлюлоза. Неорг. И. имеют матрицу, состоящую из атомов элемента, связанных оксидными, фосфатными, цианидными фрагментами.Из неорг. И. наиб. значение имеют алюмосиликаты (пермутиты, мол. сита), в кристаллич. решетке к-рых имеются сравнительно большие пустоты. Чаще всего такие И. применяют для необратимого поглощения ионов; их недостаток - низкая устойчивость в кислой среде. Высокой селективностью обладают И, на основе гидратир. оксидов или гидроксидов нек-рых элементов IV-VI гр. периодич. системы, напр. SnO₂.nН ₂ О селективно сорбирует ионы Li⁺ и F^-, Sb₂ О ₅.nН ₂ О - ионы Na⁺. Фосфат Zr обладает св-вом селективно сорбировать ионы Рb²⁺, Sr²⁺, Cs⁺, Ba²⁺; его применяют для удаления ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs из радиоактивных вод. Минерально-орг. И. состоят из орг. И. на минер. носителе или из неорг. И., диспергированного в полимерном связующем. Сочетают полезные св-ва обоих видов И. Выпускают И. в виде гранул, порошков, волокон, нитей, нетканых ионообменных материалов, тканей, мембран ионообменных, р-ров ионообменных полимеров (водорастворимые И.) и др. Характеризуют И. спец. параметрами, количественно описывающими способность к обмену и селективность при обмене в многокомпонентном р-ре. Важнейшей количеств. характеристикой И. является обменная емкость - суммарное кол-во противоионов, приходящихся на единицу массы или объема И., в мг-экв/г(мл) или ммоль/г(мл). В зависимости от условий определения различают статич. и динамич. емкость. Коэф. распределения Рхарактеризует способность И. концентрировать извлекаемый компонент А; Р - отношение концентрации этого компонента в И. ИОНИТЫ фото №2

к его равновесному содержанию в р-ре ( А): ИОНИТЫ фото №3

. Для характеристики сродства (избирательности) И. к определенному иону или компоненту р-ра используют предельный коэф. распределения Р _: при А: 0. См. также Ионный обмен. Избирательность зависит от структуры И., хим. строения ионогенных групп и от того, в какой форме извлекаемый ион находится в р-ре (напр., от степени его гидратации, размера, степени сольватации ионогенными и функц. группами). Макс. сольватация сорбируемого иона в фазе И. обеспечивает высокое сродство И. к этому иону. При сорбции крупных и сильно гидратир. ионов избирательность может определяться кол-вом и размером пор И., к-рые для синтетич. орг. И. зависят от типа и кол-ва сшивающего агента и инертного р-рителя, использованных при синтезе (см., напр., Макропористые ионообменные смолы). Устойчивость И. к мех., термич. и радиац. воздействиям определяют как потерю основных физ.-хим. св-в (в % или долях) по отношению к исходным, осмотич. стабильность - по кол-ву (в %) нерастрескавшихся гранул И. после многократного воздействия на них циклов кислота - вода -щелочь (т. е. перехода из Н ⁺ -формы в форму М ⁺ ). Применяют И. для водоподготовки, выделения и концентрирования ценных и рассеянных элементов в гидрометаллургии, а также в-в из многокомпонентного орг. и биоорг. сырья, для очистки сточных вод и газовых выбросов от токсичных в-в, в произ-ве особо чистых в-в, для аналитич. и препаративных разделений биологически активных в-в, белков, вирусов, ДНК и РНК, в качестве носителей для гетерог. катализаторов хим. процессов. Тромборезистентные И. (гемосорбенты) используют для очистки крови, лимфы, ликвора от токсичных в-в. Лит.: Гельферих Ф., Иониты, пер. с нем., М., 1962; Энциклопедия полимеров, М., т. 1-3, 1972-77; Иониты в цветной металлургии, М., 1975; Иониты в химической технологии, Л., 1982; Аширов А. А., Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов, Л., 1983. См. также лит. при ст. Ионообменные смолы. Ю. А. Лейкин.

Смотреть больше слов в «Химической энциклопедии»

ИОНМОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ →← ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ

ИОНИТЫ

Смотреть что такое ИОНИТЫ в других словарях:

Рекомендуем посмотреть: