ИОНИТЫ

ИОНИТЫ, ионообменники, ионообменные сорбенты, твердые, практически нерастворимые в воде и органических растворителях материалы, способные обменивать свои ионы на ионы внешней среды (см. Ионный обмен).

Большинство И. — полиэлектролиты с аморфной или кристаллич. структурой. Они состоят из молекулярного каркаса (матрицы), несущего положительный или отрицательный заряд (фиксированные ионы), и противоположно заряженных подвижных ионов (противоионов), компенсирующих этот заряд. В обмене участвуют только противоионы, выделяемые И. в раствор взамен эквивалентного количества ионов того же знака. По знаку зарядов обмениваемых ионов И. делят на кати они-ты — нерастворимые кислоты, и аниониты — нерастворимые основания; по происхождению — на природные и синтетические; по природе молекулярного каркаса — на неорганические и органические. И. часто группируют по назначению, характерным особенностям строения или отдельным свойствам, например, по макро- и микропористости, набухаемости, обменной емкости, которая определяется количеством способных к ионному обмену фиксированных ионов в единице массы сухого или в единице объема набухшего И. и выражается обычно в мг-экв/г или мг-экв/см3. Значения обменной емкости большинства И. находятся в пределах 2—10 мг-экв/г.

Природные минеральные И. обычно принадлежат к алюмосиликатам с катионообменными свойствами. Это цеолиты, глаукониты, глинистые минералы, например, бентониты, широко применяемые в виноделии и в производстве соков в качестве флокулянтов. Синтезированы подобные цеолитам минеральные катиониты, применяющиеся для умягчения воды (пермутиты). К минеральным анионитам относятся, например, специально приготовленные гидроокиси алюминия, железа, используемые для удаления кремневой кислоты из воды, предназначенной для паровых котлов. Наибольшее практич. применение получили синтетические И. — ионообменные смолы, отличающиеся высокой поглотительной способностью, механич. прочностью и химических устойчивостью. Они состоят из высокомолекулярного каркаса, в котором фиксированы ионогенные группы, обусловливающие его заряд, компенсируемый подвижными ионами. Каркас ионообменных смол представляет собой пространственную сетку, углеродные цепи которой "сшиты" поперечными связями. Присутствие в каркасе гидрофильных ионогенных групп определяет способность таких материалов набухать. "Сшивка" ограничивает набухаемость и предопределяет их нерастворимость. Обменная емкость и набухаемость ионообменных смол обусловлены типом и концентрацией ионогенных групп и количеством поперечных связей.

Полимерные И. синтезируют чаще всего методами поликонденсации и полимеризации. Методом поликонденсации получены такие И. отечественного производства, как катионит КУ-1, аниониты АН-2Ф, ЭДЭ-10П. Большинство синтетических И. изготавливают в виде сферических гранул методом суспензионной сополимеризации стирола и дивинилбензола. Ионогенные группы вводят разными способами, например, сульфированием H2S04 получен катионит КУ-2, хлорметилированием и последующим аминированием триметиламином — сильноосновной анионит АВ-17 и т.д. Сополимеризация метакриловой кислоты с дивинилбензолом дает карбоксильный катионит КБ-4. синтетической И., полученные полимеризацией, обладают большей химических стойкостью и механич. прочностью. И. выпускают также в виде ионоселективных мембран, которые нашли применение в пищевой и винодельческой промышленности для детартрации, регулирования кислотности виноградного сока и вина. Исчерпавший свою емкость И. регенерируют — переводят в первоначальную форму, обрабатывая раствором соответствующего электролита (NaCl, H2S04, NaOH и др.). В винодельческом производстве И. используют для умягчения и деминерализации котловой и технологической воды. Их применяют для извлечения винной кислоты из отходов (см. Ионообменная установка). И. могут заменять отдельные традиционные приемы винодельческой технологии, такие как стабилизация и предупреждение различных помутнений напитков, устранение некоторых пороков вин, регулирование кислотности, деметаллизация и др.

Литература: Дрбоглав Е. С. Ионообмен в виноделии: Обзор. — Москва, 1962. Андреев В. В., Шприцман Э. М. Применение ионообменных материалов в винодельческой промышленности: Обзор. — К., 1972.

 
< ИНВЕРТНЫЙ САХАР   ИССОП ОБЫКНОВЕННЫЙ >