«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 отрицательные ионы (катионы или анионы), выделяя в раствор взамен поглощённых эквивалентное количество других ионов, имеющих заряд того же знака. Молекулярную структуру И. можно представить в виде пространственной сетки или решётки, несущей неподвижные (фиксированные) ионы, заряд которых компенсируют противоположно заряженные подвижные ионы, так называемые противоионы. Они-то и участвуют в ионном обмене с раствором.

По знаку заряда обменивающихся ионов И. делят на катиониты и аниониты. Первые проявляют кислотные свойства, вторые — основные. Если И. способны обменивать и катионы и анионы, их называют амфотерными. По химической природе И. бывают неорганическими (минеральными) и органическими, по происхождению — природными и искусственными, или синтетическими. И. подразделяют на типы и группы по специфическим свойствам, особенностям структуры, назначению и т. п. В частности, И., имеющие достаточно плотную структурную сетку с «окнами» определённого размера и избирательно поглощающие лишь те ионы, которые способны пройти в эти «окна», называют ионитовыми ситами (см. также Молекулярные сита).

Из неорганических И. практическое значение имеют природные и синтетические алюмосиликаты (некоторые глинистые минералы, Цеолиты, Пермутиты), гидроокиси и соли многовалентных металлов, например гидроокись и фосфат циркония. Находят применение И., полученные химической обработкой угля, целлюлозы, лигнина и др. Однако ведущая роль принадлежит синтетическим органическим И. — ионообменным смолам (См. Ионообменные смолы).

Важнейшее свойство И. — поглотительная способность, так называемая обменная ёмкость (о. ё.). Её выражают максимальным числом мг-экв ионов, поглощаемых единицей массы или объёма И. в условиях равновесия с раствором электролита (статическая о. ё.) или в условиях фильтрации раствора через слой И. до «проскока» ионов в фильтрат (динамическая о. ё.). Значения о. ё. большинства И. лежат в пределах 2—10 мг-экв/г. Определения о. ё. стандартизованы; динамическая (рабочая) о. ё. всегда меньше статической.

Кроме высокой о. ё., к И. предъявляют требования механической прочности (главным образом на истирание), термической и химической стойкости. И. обычно выдерживают длительный срок службы и легко поддаются многократной регенерации.

В зависимости от способа получения и назначения И. выпускают в различных товарных формах: в виде порошка, зёрен неправильной формы или сферических гранул, волокнистого материала, листов или плёнок (ионитовых мембран). На международный рынок И. поступают под фирменными названиями: амберлиты (США, Япония), дуолиты (США, Франция), дауэксы (США), зеролиты (Великобритания), леватиты (ФРГ), вофатиты (ГДР) и многие др. Основные промышленные марки отечественных И.: катиониты КУ-1, КУ-2, СГ-1, КБ-2, КБ-4, аниониты АВ-16, АВ-17, АН-1, АН-2Ф, АН-18, АН-31, ЭДЭ-10П.

Важнейшей областью применения И. была и остаётся Водоподготовка. С помощью ионитовых фильтров получают деминерализованную (обессоленную) воду для паросиловых установок, многих современных технологических процессов и бытовых нужд. Ионитовые фильтры и электродиализные установки с ионитовыми мембранами применяют для опреснения морской или грунтовой воды с высоким солесодержанием. В гидрометаллургии (См. Гидрометаллургия) И. используют в процессах обогащения сырья, разделения и очистки редких элементов. И. позволяют извлекать золото, платину, серебро, медь, хром, уран и др. металлы из растворов. Переработка радиоактивных отходов, удаление многих вредоносных примесей из сточных вод также успешно осуществляются с использованием И.

В химической промышленности И. применяют для очистки или выделения продуктов органического и неорганического синтеза, в качестве катализаторов, как средство аналитического контроля технологических процессов. В пищевой промышленности И. используют при рафинировании сахара, для улучшения качества вин и соков, в производстве витаминов и лекарственных препаратов. С их помощью из растительного и животного сырья извлекают ценные продукты биологического синтеза, консервируют плазму крови, лечат некоторые заболевания. И. всё шире применяют в производственной практике, науке и быту.

Лит.: Гельферих Ф., Иониты, пер. с нем., М., 1962; Салдадзе К. М., Пашков А. Б., Титов В. С., Ионообменные высокомолекулярные соединения, М., 1960; Амфлетт Ч., Неорганические иониты, пер. с англ., М., 1966; Ионообменная технология под ред. Ф. Находа и Дж. Шуберта, пер. с англ., М., 1959; Тремийон Б., Разделение на ионообменных смолах, пер. с франц., М., 1967.

Л. А. Шиц.

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, способные обменивать одновременно те и другие ионы. Наиболее распространены синтетические органические иониты - ионообменные смолы. Из неорганических ионитов важны природные и синтетические алюмосиликаты, гидроксиды и соли поливалентных металлов. Применяются главным образом для умягчения и деминерализации воды, а также извлечения из растворов следов металлов, очистки сахарных сиропов, лекарств и многих др.

(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 очистки и умягчения воды, для извлечения и очистки антибиотиков, витаминов и других биологически активных веществ, при хроматографических исследованиях и т.п.

(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):

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. к его равновесному содержанию в р-ре ( А): . 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.

иони́ты

(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, способные обменивать одновременно те и другие ионы. Наиболее распространены синтетические органические иониты — ионообменные смолы. Из неорганических ионитов важны природные и синтетические алюмосиликаты, гидроксиды и соли поливалентных металлов. Применяются главным образом для умягчения и деминерализации воды, а также извлечения из растворов следов металлов, очистки сахарных сиропов, лекарств и многого другого.

* * *

ИОНИ́ТЫ (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, способные обменивать одновременно те и другие ионы. Наиболее распространены синтетические органические иониты — ионообменные смолы. Из неорганических ионитов важны природные и синтетические алюмосиликаты, гидроксиды и соли поливалентных металлов. Применяются главным образом для умягчения и деминерализации воды, а также извлечения из растворов следов металлов, очистки сахарных сиропов, лекарств и многих др.

— 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.), сульфированные природные угли и особенно синтетические ионообменные. И. делятся на две гр.: катиониты и аниониты. Катеониты имеют кислотный характер и обладают способностью обменивать ионы водорода или др. положительные ионы на ионы (катионы) металлов. Аниониты обладают основными свойствами и способны обменивать гидроксильные ионы (или др. отрицательные ионы) на анионы, содержащиеся в растворе. Применяются для обессоливания и умягчения воды, для получения хим. реактивов, в аналитической химии и др.

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 соответственно свои катионы, анионы или те и др. одновременно). Важнейшая группа органич. И. - синтетич. ионообменные смолы (сетчатые полимеры, в к-рых закреплены ионогенные группы, например SO₂H, -СООН, -NH₂). К неорганич. И. относятся, напр., цеолиты, силикагель. И. применяют в процессах водоподготовки, для очистки сточных вод, сах. сиропов, лекарств, средств, как носители в хроматографии, катализаторы.

м. мн. ч.

scambiatori m pl di ioni

(ионообменники), тв. нерастворимые в-ва, способные обменивать свои ионы с ионами внеш. среды (ионный обмен). Подразделяются на аниониты и катиониты, обменивающие соответственно отрицательно или положительно за-ряж. ионы, и амфолиты, способные обменивать одноврем. те и др. ионы. Наиб. распространены синтетич. органич. И.- ионообменные смолы. Из неорганич. И. важны природные и синтетич. алюмосиликаты, гидроксиды и соли поливалентных металлов. Применяются гл. обр. для умягчения и деминерализации воды, а также извлечения из р-ров следов металлов, очистки сах. сиропов, лекарств и мн. др.