ІОНІТИ

ІОНІТИ (лат. ionita < грец. ion — той, що йде) (іонообмінники, іонообмінні сорбенти) — полімерні речовини і матеріали, що містять іоногенні і (або) комплексоутворювальні групи, здатні до обміну іонів при контакті з розчинами електролітів. Більшість І. — тверді нерозчинні поліелектроліти аморфної або кристалічної структури. Іоногенні групи закріплені на каркасі (матриці) і дисоціюють, даючи полііони (фіксовані іони) і рухомі протиіони, які компенсують заряди полііонів. Напр.:

П — SO3 H ↔ П — SO3_ + Н+

П — СН2NR3OH ↔ П — СН2 — N+R3 + OH

(П — каркас)

При іонному обміні протиіони стехіометрично обмінюються на іони електроліту того ж знака. За знаком протиіона розрізняють катіоніти (полікислоти), аніоніти (поліоснови) і поліамфоліти, здатні здійснювати як катіонний, так і аніонний обмін.

За хімічною природою матриці І. поділяють на органічні, неорганічні та мінерально-органічні, за походженням — на природні і синтетичні. Найбільше застосувують синтетичні органічні І. (див. Іонообмінні смоли). До органічних І. належать також хімічно активовані вугілля, деревина, торф, целюлоза. У неорганічних І. матриця складається з атомів елемента, зв’язаних оксидними, фосфатними, ціанідними фрагментами. З неорганічних І. найбільше значення мають алюмосилікати (пермутити, молекулярні сита). Високою селективністю відзначаються І. на основі гідратованих оксидів або гідроксидів деяких елементів IV–VI гр. періодичної системи, напр., SnO2 · nH2O селективно сорбує іони Li+ i F, Sb2O5 · nH2O — іони Na+. Фосфат Zr сорбує іони Pb2+, Sr2+, Cs+, Ba2+, його застосовують для видалення 90Sr і 137Cs з радіоактивної води. Мінерально-органічні І. складаються з органічного І. на мінеральному носії або неорганічного І., диспергованого у полімері. Характеризують І. за допомогою декількох параметрів. Обмінна ємність — сумарна кількість протиіонів, що припадає на одиницю маси або об’єму І., у мг — екв/г (мл) або ммоль/г (мл). Коефіцієнт розподілу Р характеризує здатність І. концентрувати добутий компонент А; Р — відношення концентрації цього компонента в І. до його рівноважної концентрації в розчині (СА): P=/CA. Для характеристики селективності (вибірковості) І. до певного іона або компонента розчину використовують граничний коефіцієнт розподілу при СА → 0. Селективність залежить від структури І., хімічної будови іоногенних груп, ступеня гідратації (сольватації) сорбованого іона у фазі І. При сорбції великих іонів вибірковість може визначитися кількістю і розміром пор І. Стійкість І. до механічної, термічної або радіаційної дії визначають як втрату основних фізико-хімічних властивостей (у% або частках) відносно вихідних, осмотичну стабільність — за кількістю (у%) гранул І., що не розтріскалися після багаторазової дії на них циклів кислота — вода — луг (тобто переходу з Н+ — форми у форму М+). І. випускають у вигляді гранул, порошків, волокон, тканин, іонообмінних мембран, розчинів іонообмінних полімерів тощо.

І. застосовують у хімічній та фармацевтичній технології для водопідготовки; для очищення стічної води і повітря; у виробництві особливо чистих речовин; для добування БАР з біоорганічної сировини; для аналітичного і препаративного розподілу БАР, білків, вірусів, ДНК і РНК; при одержанні та очищенні антибіотиків, вітамінів, алкалоїдів, у гідрометалургії для добування і концентрування цінних і розсіяних елементів тощо. У медичній практиці І. застосовують для діагностики; для коригування електролітного балансу в організмі людини; для зниження кислотності шлункового соку при лікуванні виразки шлунка, дванадцятипалої кишки, стравоходу; при лікуванні променевої хвороби; для гемо-, плазмо- і лімфосорбції тощо. При виконанні біологічних досліджень І. використовують для аналізу складних біологічних об’єктів, а також для моделювання іонообмінних процесів та рівноваги у живому організмі.

Гребенюк В.Д., Мазо А.А.. Обессоливание воды ионитами. — М., 1980; Иониты в химической технологии / Под ред. Б.П. Никольского и П.Г. Романкова. — Л., 1982; Химическая энциклопедия. — М., 1990; Фізична і колоїдна хімія / В.І. Кабачний, Л.К. Осіпенко, Л.Д. Грицан та ін. — Х., 1999.