Иониты

Большинство ионитов — твердые, нерастворимые, ограниченно набухающие вещества; состоят из каркаса (матрицы), несущего положительный или отрицательный заряд, и подвижных противоионов, которые компенсируют своими зарядами заряд каркаса и стехиометрически обмениваются на противоионы раствора электролита. По знаку противоиона иониты разделяют на катиониты (поликислоты), аниониты (полиоснования) и амфолиты (амфотерные иониты, осуществляющие как катионный, так и анионный обмен), по химической природе каркаса — на неорганические, органические и минерально-неорганические, по происхождению — на природные (цеолиты, целлюлоза, древесина, торф) и синтетические (силикагель, сульфоуголь и наиболее важные — ионообменные смолы). Иониты характеризуются параметрами, количественно описывающими способность к обмену и селективность при обмене в многокомпонентном растворе. Количественной характеристикой ионитов является обменная емкость — суммарное количество противоионов, приходящихся на единицу массы или объема ионита. Иониты изготавливают в виде зерен сферической или неправильной формы, порошков, волокон, тканей, паст (ионитовые мембраны); применяются для очистки, разделения и концентрирования веществ из водных, органических и газообразных сред (для очистки сточных вод, лекарственных средств, сахара, выделения ценных металлов), при водоподготовке, как носители в хромотографии, гетерогенные катализаторы.

Иониты, имеющие плотную структурную сетку с «окнами» определенного размера и избирательно поглощающие лишь те ионы, которые способны пройти в эти «окна», называют ионитовыми ситами (молекулярные сита). Из неорганических ионитов практическое значение имеют природные и синтетические алюмосиликаты (глинистые минералы, цеолиты, пермутиты), гидроокиси и соли многовалентных металлов, например гидроокись и фосфат циркония. Они применяются для смягчения и деминерализации воды, извлечения из растворов следов металлов, очистки сахарных сиропов, лекарств. Находят применение иониты, полученные химической обработкой угля, целлюлозы, лигнина. Однако ведущая роль принадлежит синтетическим органическим ионитам — ионообменным смолам. С помощью ионитовых фильтров получают деминерализованную (обессоленную) воду для технологических процессов (например, для паросиловых установок), бытовых нужд. Ионитовые фильтры и электродиализные установки с ионитовыми мембранами применяют для опреснения морской или грунтовой воды с высоким солесодержанием. В гидрометаллургии иониты используют в процессах обогащения сырья, разделения и очистки редких элементов. Иониты позволяют извлекать золото, платину, серебро, медь, хром, уран из растворов. Переработка радиоактивных отходов, удаление вредоносных примесей из сточных вод также осуществляются с использованием ионитов. В химической промышленности иониты применяют для очистки или выделения продуктов органического и неорганического синтеза, в качестве катализаторов, как средство аналитического контроля технологических процессов. В пищевой промышленности иониты 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 продукты биологического синтеза, консервируют плазму крови, лечат заболевания.