ИОНИТЫ
ионообменники,
ионообменные сорбент ы, твёрдые, практически нерастворимые вещества или
материалы, способные к ионному обмену. 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 к-рых компенсируют противоположно
заряженные подвижные ионы, т. н. 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 наз. амфотерными. По химич. природе И. бывают неорганич. (минеральными)
и органич., по происхождению - природными и искусственными, или синтетическими.
И. подразделяют на типы и группы по специфич. 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, к-рые способны пройти в эти "окна", наз. ионитовыми ситами (см.
также Молекулярные сита).
Из неорганич.
И. практич. значение имеют природные и синтетич. алюмосиликаты (нек-рьге
глинистые минералы, цеолиты, пермутиты), гидроокиси и соли многовалентных
металлов, напр, гидроокись и фосфат циркония. Находят применение И., полученные
химич. обработкой угля, целлюлозы, лигнина и др. Однако ведущая роль принадлежит
синтетич. органич. И. - ионообменным смолам.
Важнейшее свойство
И. - поглотительная способность, т. н. обменная ёмкость (о. ё.). Её выражают
макс, числом мг-экв ионов, поглощаемых единицей массы или объёма И. в условиях
равновесия с раствором электролита (статич. о. ё.) или в условиях фильтрации
раствора через слой И. до "проскока" ионов в фильтрат (динамич. 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 механич. прочности (гл. обр. на истирание),
термич. и химич. 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 сферич. гранул, волокнистого
материала, листов или плёнок (ионитовых мембран). На междунар. рынок И.
поступают под фирменными названиями: амберлиты (США, Япония), дуолиты (США,
Франция), дауэксы (США), зеролиты (Великобритания), леватиты (ФРГ), вофа-титы
(ГДР) и MH. др. Осн. пром. 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 совр. технологич. процессов и бытовых нужд. Ионитовые фильтры и
электродиализные установки с ионитовыми мембранами применяют для опреснения
морской или грунтовой воды с высоким солесодержанием. В гидрометаллургии
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
мн. вредоносных примесей из сточных вод также успешно осуществляются с
использованием И.
В химич. пром-сти
И. применяют для очистки или выделения продуктов органич. и неорганич.
синтеза, в качестве катализаторов, как средство аналитич. контроля технологич.
процессов. В пищевой пром-сти 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 биологич. синтеза, консервируют плазму крови, лечат нек-рые заболевания.
И. всё шире применяют в производственной практике, науке и быту.
Лит.: Гельферих
Ф., Иониты, пер. с нем., M., 1962; Салдадзе К. M., Пашков A
Амфлетт Ч., Неорганические иониты, пер. с англ., M., 1966; Ионообменная
технология под ред. Ф. Находа и Дж. Шуберта, пер. с англ., M., 1959; Tремийон
Б., Разделение на ионообменных смолах, пер. с франц., M., 1967. JI. Л.
Шиц.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я