1.2 Органические иониты

Большинство органических ионитов получают путем полимерных превращений сополимеров стирола и дивинилбензола. Эти сополимеры являются надежной базой для создания целого спектра гелевых и макропористых ионитов с самыми разнообразными свойствами. В гелевых ионитах отсутствуют реальные поры. Доступность всего объема их зерен для обмениваемых ионов обеспечивается благодаря их способности к набуханию в водных растворах.

Макропористые иониты получают путем введения в реакционную массу в процессе сополимеризации или поликонденсации порообразователя (изооктан, декан, бензины, спирты нормального и изомерного строения), после удаления, которого ионит сохраняет реальные поры и приобретает свойства адсорбентов. Макропористые иониты имеют большую механическую прочность, но меньшую объемную емкость, чем гелевые и изопористые.

1.3 Маркирование ионитов

В зависимости от химического состава материала, скелета смолы и химически активных групп различают много марок ионитов, обладающих рядом существенных особенностей в отношении поглощения различных ионов и химических веществ из разнообразных сред. Синтезированы катиониты марок: СБС, СДВ-1 КМ, КН, СМ-12, КУ-1, КУ-2; аниониты: МН, ТН, Н-0, ММГ-1, ПЭ-9, АН-4К, ЭДЭ-10, АВ-16, АВ-17 и др. Наиболее распространенные иониты известны под названием амберлитов, дауэксов, дуалитов различных марок.

Катионит КУ-1 содержит два вида ионообменных групп: сульфогруппу (—SО₃Н) и фенольный гидроксил (-ОН). Получается этот обменник конденсацией фенолсульфокислоты и формальдегида. Катионит имеет высокую механическую прочность, стоек к органическим растворителям и минеральным кислотам, нестоек к концентрированным щелочам и окислителям.

Катионит КУ-2 сильнокислотный, содержит только один тип ионообменных групп —SО₃Н. Получается сульфированием сополимера стирола и дивинилбензола. Этот катионит отличается хорошей стойкостью к кислотам и щелочам, органическим растворителям и некоторым окислителям. Устойчиво работает при температурах до 100° С.

Катионит КБ-4 в качестве ионообменной содержит только карбоксильную группу (—СООН). Представляет собой сополимер метакриловой кислоты и дивинилбензола.

Катионит РФ, получающийся поликонденсацией монорезорцинфосфата и формальдегида, содержит фосфорные активные группы.

Анионит АН-1 слабоосновной, в качестве ионообменных групп содержит вторичные и третичные аминогруппы. Получается конденсацией мелами и формальдегида в кислой среде. Механически прочен, но может применяться при температурах не выше 40°С. Устойчив в разбавленных водных растворах кислот и щелочей.

Анионит АН-2Ф также слабоосновный, содержит вторичные и третичные группы алифатического ряда. Получают конденсацией полиэтиленполиаминов, фенола и формальдегида. Этот анионит несколько более устойчив к растворам кислот и оснований.

Анионит ЭДЭ-10 промежуточной основности в своем составе, помимо вторичных и третичных аминогрупп алифатического ряда, содержит некоторое количество четвертичных аминных групп. Получается конденсацией полиэтиленполиаминов и эпихлоргидрина. Анионит химически стоек к растворам минеральных кислот и щелочей.

Анионит АВ-16 сильноосновной, содержит в качестве ионообменных групп четвертичные пиридиновые группы и замещенные аминогруппы алифатического ряда. Получается конденсацией пиридина, полиэтиленполиаминов и эпихлоргидрина. Анионит устойчив к растворам кислот и щелочей.

Важнейшей характеристикой ионообменной смолы является ее обменная емкость, которая дает возможность оценить количество вещества, способное адсорбироваться данным ионообменником. Емкость может быть выражена числом эквивалентов вещества на единицу веса или объема ионообменника. Синтетические ионообменные смолы имеют обычно емкость 4—8 эквивалентов на 1 кг ионообменника (или мг-экв/г). Так как плотность упаковки ионообменника меньше единицы, то емкость, вычисленная на основании объема, ниже вычисленной по весу. Таким образом, емкость дает возможность оценить количество вещества, которое может адсорбироваться данным обменником.

При использовании ионообменного процесса в промышленности, а особенно в аналитической практике, очень большое значение имеет предварительная подготовка ионообменной смолы и условия проведения опыта. Когда ионообменник применяется для удаления вещества из раствора, этот процесс называется насыщением смолы; операция восстановления насыщенной смолы в ее первоначальную форму посредством обработки соответствующим реагентом называется регенерацией. Весь процесс насыщения и регенерации ионообменника называется циклом.