ИОНООБМЕННАЯ АДСОРБЦИЯ

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Ионообменная адсорбция. Иониты

Ионообменная адсорбция из растворов наблюдается на поверхностях с достаточно выраженным двойным электрическим слоем. Подвижные противоионы электрического слоя способны обмениваться на другие ионы того же знака, находящиеся в растворе.

Вещества, проявляющие способность к ионному обмену и используемые для адсорбции ионов, получили название ионообменников или ионитов.

Иониты имеют структуру в виде каркаса, «сшитого» обычно ковалентными связями. Каркас (матрица) обладает положительными или отрицательными зарядами, которые скомпенсированы противоположным зарядом подвижных ионов – противоионов, находящихся в адсорбционной и диффузной частях электрического слоя. Противоионы могут заменяться на другие ионы с зарядом того же знака. Каркас выступает в роли полииона и обусловливает нерастворимость ионита в растворителях.

Иониты классифицируют по происхождению на природные и синтетические; по составу – на неорганические и органические; по знаку заряда обменивающихся ионов – на катиониты, аниониты и амфолиты (последние в зависимости от условий могут обмениваться как катионами, так и анионами).

К природным неорганическим ионитам относят кристаллические силикаты. Их каркас представляет собой правильную сетчатую структуру алюмосиликата, в порах которой располагаются ионы щелочных или щелочноземельных металлов, выступающие в роли противоионов. Природными ионитами органического происхождения являются, например, гумусовые вещества, молекулы которых содержат карбоксильную группу, способную к ионному обмену. Составляющие почву вещества обладают амфотерными свойствами и поэтому могут обменивать как катионы, так и анионы. Природные иониты не нашли широкого технического применения, так как имеют ряд недостатков, в частности, они химически нестойки, не обладают достаточной механической прочностью.

Первыми синтетическими ионитами были плавленные и гелеобразные пермутиты – алюмосиликаты, подобные природным цеолитам. Из неорганических синтетических анионитов, имеющих практическое значение, можно назвать гели гидроксидов алюминия и железа. Для специальных целей применяются гидроксиды циркония, хрома, олова, свинца и др. Все неорганические иониты разрушаются под действием кислот и щелочей. В качестве ионитов используют различные углеродсодержащие вещества (каменные угли, дерево, торф), обработанные концентрированными растворами серной, хлорсульфоновой, фосфорной и других кислот. Широкое распространение получили синтетические иониты на основе органических смол благодаря их хорошей способности поглощать ионы и высокой химической стойкости. Ионообменные смолы – это нерастворимые гели-полиэлектролиты с ограниченной способностью к набуханию [4].

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: