Иониты


Иониты

Иониты — твердые нерастворимые вещества, способные обменивать свои ионы на ионы из окружающего их раствора. Обычно это синтетические органические смолы, имеющие кислотные или щелочные группы. Иониты разделяются на катиониты, поглощающие катионы, и аниониты, поглощающие анионы. Широко применяются иониты для опреснения вод, в аналитической химии для разделения веществ методом хроматографии, в химической технологии. В зависимости от природы матрицы различают неорганические и органические иониты.

Органические иониты

Органические иониты — это в основном синтетические ионообменные смолы. Органическая матрица изготавливается путем поликонденсации мономерных органических молекул, таких как стирол, дивинилбензол, акриламид и т. д. В эту матрицу химическим путем вводятся ионогенные группы (фиксированные ионы) кислотного или основного типа. Традиционно вводимыми группами кислотного типа являются -СООН; -SО3Н; -РО4Н2 и т. п., а основного типа: ≡N; =NH; -NH2; -NR3+ и т. п. Современные ионообменные смолы, как правило, обладают высокой обменной ёмкостью и стабильностью в работе.

Иониты способны к набуханию в воде, что обусловлено присутствием гидрофильных фиксированных групп, способных к гидратации. Однако беспредельному набуханию, то есть растворению, препятствуют поперечные связи. Степень поперечной связанности задается при синтезе ионитов через количество вводимого сшивающего агента — дивинилбензола (ДВБ). Стандартные смолы, используемые для умягчения, содержат 8 % ДВБ. Доступные в настоящее время смолы могут содержать от 2 до 20 %. В целом степень набухания ионитов определяется количеством сшивки ДВБ, концентрацией гидрофильных ионогенных групп в объеме зерна ионита и тем, какие противоионы находятся в ионите. Обычно однозарядные ионы, особенно ионы водорода и гидроксила, приводят к наибольшему набуханию; многозарядные противоионы приводят к некоторому сжатию и уменьшению объема зерен.

Неорганические иониты

Неорганические иониты — это в основном иониты природного происхождения, к которым относятся алюмосиликаты, гидроксиды и соли поливалентных металлов. Наиболее распространенными и применяемыми для очистки воды неорганическими природными ионитами являются цеолиты.

Цеолиты — это минералы из группы водных алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных элементов, которые характеризуются наличием трехмерного алюмокремнекислородного каркаса, образующего системы полостей и каналов, в которых расположены щелочные, щелочноземельные катионы и молекулы воды. Общий объем системы полостей и каналов цеолита составляет до 50 % объема каркаса цеолита. Катионы и молекулы воды слабо связаны с каркасом и могут быть частично или полностью замещены путем ионного обмена и дегидрации. Ионообменные свойства цеолитов определяются особенностями химического сродства ионов и кристаллической структуры цеолита. При этом необходимо соответствие размеров входных отверстий в цеолитовый каркас и замещающих ионов, так как каркас цеолита имеет жесткую кристаллическую структуру и в отличие от органических смол не может набухать с изменением объема.

Ионным обменом на цеолитах удается выделять ионы, извлечение которых другим методом часто представляет большую сложность. Установлена способность цеолитов адсорбировать радиоактивные ионы цезия из растворов, удалять NH4+, извлекать ионы Cu, Pb, Zn, Cd, Ba, Co, Ag и других металлов, очищать природные газы. Ионоситовый эффект позволяет адсорбировать из газовых и жидких систем пары азота, CO2, SO2, H2S, Cl2, NH3. Кроме этого, цеолиты могут быть использованы для удаления растворенного железа, марганца и жесткости.

В отличие от органических смол существует ряд особенностей цеолитов. Так, общая минерализация обрабатываемой воды должна быть не менее 80 мг/л, так как при меньшем содержании солей происходит растворение алюмосиликатного каркаса цеолита. При рН обрабатываемой воды ниже 6 также возрастает вероятность разрушения кристаллической решетки.

Динамическая обменная емкость цеолитов ниже динамической обменной емкости органических смол в тех же условиях, что связано с более медленной кинетикой обмена на цеолитах. Остаточная жесткость воды после цеолитов составляет около 0,3 мг-экв/л, тогда как после органических смол — не более 0,1 мг-экв/л.

См. также


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Иониты" в других словарях:

  • ИОНИТЫ — (ионообменники) твердые нерастворимые вещества, способные обменивать свои ионы с ионами внешней среды (ионный обмен). Подразделяются на аниониты и катиониты, обменивающие соответственно отрицательно или положительно заряженные ионы, и амфолиты,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ИОНИТЫ — твердые вещества не растворимые в воде и орг. растворителях, но способные к ионному обмену. Быюют как природные, так и искусственные. В качестве И. широко используют алюмосиликаты (цеолиты, глауконит, волконскоит, вермикулит и др.),… …   Геологическая энциклопедия

  • иониты — иониты; отрасл. ионообменники Нерастворимые, зернистые материалы, способные к обмену ионов в растворах …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • иониты — Полимерные вещества и материалы, содержащие ионогенные группы, способные к обмену ионов при контакте с растворами электролитов. [РХТУ им. Д.И. Менделеева, кафедра мембранной технологии] Тематики мембранные технологии Синонимы… …   Справочник технического переводчика

  • Иониты — [ionites, ion exchangers, ion exchange resins] ионообменники, ионообменные сорбенты вещества, способные к ионному обмену при контакте с растворами электролитов. Большинство ионитjd твердые, нерастворимые, ограниченно набухающие вещества, с… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • 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… …   Химическая энциклопедия

  • иониты — (ионообменники), твёрдые нерастворимые вещества, способные обменивать свои ионы с ионами внешней среды (ионный обмен). Подразделяются на аниониты и катиониты, обменивающие соответственно отрицательно или положительно заряженные ионы, и амфолиты,… …   Энциклопедический словарь

  • Иониты —         ионообменники, ионообменные сорбенты, твёрдые, практически нерастворимые вещества или материалы, способные к ионному обмену (См. Ионный обмен). И. могут поглощать из растворов электролитов (солей, кислот и щелочей) положительные или… …   Большая советская энциклопедия

  • иониты — (син. ионообменники) природные или синтетические твердые нерастворимые вещества, способные обменивать входящие в их состав ионы на ионы раствора, находящегося с ними в контакте; в медицине используются как лекарственные средства, а также для… …   Большой медицинский словарь

  • ИОНИТЫ — твёрдые, практически нерастворимые, слабо набухающие природные или синтетич. органич. и неорганич. продукты, способные к ионному обмену при контакте с р рами электролитов. Подразделяются на катиониты, аниониты и амфолиты (обменивают… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

Книги