ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ионообменные смолы из "Технология синтетических пластических масс" Применение синтетических смол в качестве ионообменных материалов является новой, чрезвычайно своеобразной и многообещающей областью. По сравненито с другими нонообд4енньши материалами синтетические смолы характеризуются особенно ценными свойствами. [c.551] Под ионообменными материалами — ионитами (ионообменнн-ками, обменно-ионными сорбентами) подразумевают твердые, практически нерастворимые в воде и в других растворителях вещества, минеральные пли органические, способные обменивать содержащиеся в них катионы илн анионы на различные другие катионы или анионы, присутствующие в растворе, с которым иониты приводятся в соприкосновение. [c.551] Первой по времени областью применения ионитов было умягчение (пермутирование) котловой воды. В настоящее время ионный обмен далеко перещагнул за первоначальные рамки применения и используется в самых разнообразных областях промышленной практики и исследовательских работ, связанных с удалением, выделением и концентрированием различных ионов. [c.551] Обмен ионов происходит в строго эквивалентных количествах. [c.551] ВОДОЙ цикл поглощения может быть начат заново и повторен таким образом многократно. [c.552] Основы метода избирательной сорбции, нашедшего впоследствии щирокое применение для очистки, концентрирования и разделения веществ и известного под названием хроматографического, были разработаны около 50 лет назад русским ученым М. С. Цветом. Хроматографический метод анализа, одной из разновидностей которого является метод разделения ионов, основан на различной сорбируемости отдельных компонентов анализируемой смеси веществ различными сорбентами из различных растворителей. При пропускании раствора анализируемой смеси через колонку сорбента она разделяется на отдельные компоненты, располагающиеся в виде зон. Хроматографический метод анализа исключительно чувствителен и позволяет разделять смеси чрезвычайно сложного состава, содержащие очень близкие по химическим свойствам вещества. [c.552] Сорбционный метод разделения ионов получил плодотворное развитие в работах Е. Н. Гапона, Б. П. Никольского, С. Е. Брес-лера и др. [c.552] Синтез ионообменных смол рассматривается как новый этап получения и применения ионитов. Преимущества синтетических смол по сравнению с ионитами других типов (алк мосиликатами, природными и сульфированными углями и др.) заключаются в их значительно более высокой механической прочности и химической устойчивости, а также в высокой обменной емкости. Чрезвычайно важно то обстоятельство, что наряду с катионообменными появились также и анионообменные смолы, пригодные для промышленного применения, тогда как известные ранее аниониты не имели никакого практического значения. [c.552] Первые ионообменные смолы были синтезированы в 1935 г. на основе многоатомных фенолов и формальдегида (катиониты) и ароматических аминов и формальдегида (аниониты). [c.552] Для того чтобы смола обладала способностью к ионному обмену, необходимо присутствие в ней активных групп, придающих ей кислый или основной характер. [c.553] В сущности, уже обычные феноло-формальдегидные и анилино-формальдегидные смолы в конечной стадии их образования (стадия С) удовлетворяют перечисленным выше требованиям. Однако активные группы, содержащиеся в таких смолах (фенольные гидроксилы или ароматические аминогруппы), являются очень слабыми обычно промышленные ионообменные смолы содержат более сильные группы. [c.553] Группы, характерные для катионитов —50зН (в ароматическом ядре или в боковой цепи), —СООН, —ОН (фенольные). [c.553] Группы, характерные для анионитов —ЫНг, =ЫН, (являющиеся остатками ароматических или алифатических аминов). [c.553] содержащая сульфогруппы, обладает более сильно выраженными кислотными свойствами по сравнению со смолой, содержащей карбоксильные группы, а тем более со смолой, содержащей одни лишь фенольные гидроксилы. Аналогичным образом смолы, содержащие одинаковые аминогруппы (например, =ЫН-группы), обладают более сильно выраженными основными свойствами в тех случаях, когда эти группы входят в состав алифатических, а не ароматических аминов. [c.553] С накоплением активных групп повышается обменная способность смол, но одновременно увеличивается их растворимость в воде или способность к набуханию. С увеличением числа поперечных связей в структуре ионообменных смол, напротив, растворимость и способность к набуханию понижаются. [c.553] В случае синтетических смол обмен ионов совершается во всем объеме и ионы, содержащиеся в растворе, могут свободно проникать сквозь структурную решетку смолы. [c.553] Иониты обычно применяют в виде зерен размером 0,25—2,0 мм. Чем меньше размер зерен ионита, тем быстрее совершается процесс обмена, однако в тех случаях, когда ионит служит фильтрующим слоем, применение зерен размером менее 0,25 мм вызывает резкое увеличение сопротивления слоя. [c.553] По количеству извлекаемых из раствора ионов, отнесенному к единице веса или объема ионита, судят об обменной емкости (обменной способности) того или иного ионита. Обменная емкость ионитов может быть определена в статических и динамических условиях. [c.553] У ионитов, содержащих какой-нибудь определенный вид активных групп, обменная емкость мало зависит от значения pH среды в том случае, если эти иониты обладаюг свойствами сильных кислот или оснований. [c.554] Иониты, обладающие свойствами слабых кислот или оснований, постепенно изменяют свою обменную емкость с изменением pH среды. [c.554] Вернуться к основной статье