Иониты

Иониты (далее И) ионообменники, ионообменные сорбенты, твердые, 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 поглощенных эквивалентное количество других ионов, имеющих заряд того же знака. Молекулярную структуру И можно представить в виде пространственной сетки или решетки, 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 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" определенного 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 Находят применение И, полученные обработкой угля, целлюлозы, лигнина и др. Однако ведущая роль принадлежит синтетическим органическим И - ионообменным смолам.   Важнейшее свойство И - поглотительная способность, так называемая обменная емкость (о. е.). Ее выражают максимальным числом мг-экв ионов, поглощаемых единицей массы или объема И в условиях равновесия с раствором электролита (статическая о. е.) или в условиях фильтрации раствора через слой И до "проскока" ионов в фильтрат (динамическая о. е.). Значения о. е. большинства И лежат в пределах 2-10 мг-экв/г. Определения о. е. стандартизованы; динамическая (рабочая) о. е. всегда меньше статической.   Кроме высокой о. е., к И предъявляют требования механической прочности (главным образом на истирание), термической и 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, зерен неправильной формы или сферических гранул, волокнистого материала, листов или пленок (ионитовых мембран). На международный рынок И поступают под фирменными названиями: амберлиты (США, Япония), дуолиты (США, 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 остается 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 И используют в процессах обогащения сырья, разделения и очистки редких элементов. И позволяют извлекать и др. металлы из растворов. Переработка радиоактивных отходов, удаление многих вредоносных примесей из сточных вод также успешно осуществляются с использованием И   В 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 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 все шире применяют в производственной практике, науке и быту.   Лит.: Гельферих Ф., И, 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.