N

Радиус ширина иона

nM

O₃^- > I^- > Br^- > Cl^- > F^-

257  216  195  181 136

IV. Ионная адсорбция.

Ионной адсорбцией называют процесс, в котором адсорбент и раствор обмениваются между собой в эквивалентном количестве одноимённо заряженными ионами.

RM₁ + M₁ ⁺ RM₂ + M₁⁺ или

RA₁ + A₂^- RA₂ + A₁^-, где

RA₁, RM₁ – адсорбенты, содержащие катионы М₁ или анионы А₁ и способные к обмену соответственно с катионами М₂ и анионами А₂ в растворе, получившем название ионитов.

Иониты обладают сетчатой структурой. В сетке закреплены группы атомов R, несущих положительный или отрицательный заряд. Этот заряд компенсируется так называемы противоионами (M⁺ или А^-). Фиксированные ионы вместе с подвижными противоионами (R^-M⁺ или R⁺M^-) называют ионогенными или функциональными группировками ионита.

По типу ионогенных групп иониты делят на катиониты R^-M⁺ и аниониты R⁺A^-. По степени ионизации (при помещении в воду) ионогенных групп иониты делят на сильно- и слабокислотные катиониты и сильно- и слабоосновные аниониты.

Сильнокислотные катиониты в качестве ионогенных групп содержат остатки серной, фосфорной и других кислот. Слабокислотные – карбоксильные, суьфгидрильные и другие группы. Ионогенные группы сильных анионитов представляют собой обычно группы аммониевых или сульфониевых оснований, а слабоосновные – аминогруппы различной степени замещения пиридиновые основания.

Ионообменные реакции можно представить следующими уравнениями:

Ионный обмен – обратимый процесс, что даёт возможность регенирировать использованные иониты.

Для характеристики ионитов важно знать поглощающую способность ионита, которую характеризуют обменной ёмкостью: обменная ёмкость измеряется количеством ионов (ммоль), поглощённых 1г сухого ионита из раствора в равновесных условиях.

О важной роли ионного обмена в биологических системах известно давно.

Различные ткани растительных и животных организмов обладают катионообменными свойствами в физиологическом интервале рН. За катионообменные свойства биологических структур ответственны в основном карбоксильные и фосфатные группы, за анионообменные – аминогруппы белков.

Установлено, что ионный обмен играет важную роль в переносе различных веществ через биологические мембраны. Так, многие белки – переносчики при определённых состояниях проявляют различную селективность к ионам Na⁺, К⁺, Са²⁺, Cl^- и др.

В настоящее время в медицинской практике широко применяются катионообменные смолы для декальцинирования крови с целью её консервирования. Жидкие ионообменные смолы на основе поливинилового спирта (ПВС) и поливинилпирролидона (ПВП) являются эффективными пролонгаторами некоторых лекарственных соединений (пролонгация – сохранение в течение длительного времени определённой концентрации лекарственных веществ в жидких средах организма). Пролонгирование лекарственных соединений необходимо в том случае, когда они слишком быстро разрушаются в организме, как, например, большинство антибиотиков. В основе действия пролонгаторов лежит присоединение лекарственного вещества к матрице полимера по ионообменному механизму.

Широкое применение находят иониты в фармацевтической и биологической промышленности. Это получение и очистка лекарств и биологически активных веществ: витаминов, антибиотиков, аминокислот, белков, токсинов, ферментов и т.д.