Введение. 
Сущность ионообменных процессов, основные характеристики ионообменных смол

Применение ионнобменных процессов чрезвычайно разнообразно. Они используются в качественном и количественном анализе как вспомогательные операции в самых различных целях.

Наиболее обширной областью использования ионообменных процессов следует считать хроматографическое разделение смеси ионов, а также ионообменный хроматографический анализ металлов и сплавов.

Важное значение ионообменные процессы имеют при аналитическом определении следов веществ в современном ультрамикроанализе.

Ионообменные процессы позволяют изучать многие свойства ионов в растворе, а также определять концентрацию растворов, влажность вещества и другие важные характеристики.

Важнейшей областью применения ионитов была и остаётся водоподготовка. С помощью ионитовых фильтров получают деминерализованную (обессоленную) воду для паросиловых установок, многих современных технологических процессов и бытовых нужд. Ионитовые фильтры и электродиализные установки с ионитовыми мембранами применяют для опреснения морской или грунтовой воды с высоким солесодержанием.

Основные характеристики ионообменных смол

Ионообменные смолы (катиониты) — высокомолекулярные полимерные соединения трехмерной гелевой и макропористой структуры, содержащие функциональные группы кислотного характера, способные к реакциям катионного обмена.

Ионообменные смолы делят на катионообменные, анионообменные и амфотерные (или биполярные).

Катионообменные смолы бывают как сильно-, так и слабокислотные.

Анионообменные — сильнои слабоосновные, а так же промежуточной и смешанной основности.

Сильнокислотные катионитыэто катиониты, обменивающие катионы в растворах при любых значениях pH, слабокислотные — способные к обмену катионов в щелочных средах при pH>7.

Сильноосновные аниониты — аниониты, способные к обмену анионов любой степени диссоциации в растворах при любых значениях pH; слабоосновные — аниониты, способные к обмену анионов из растворов кислот при pH 1−6.

Поскольку природная вода является многокомпонентной структурой — важно правильно организовать водоподготовку и выбрать нужный химреагент.

Ионообменные смолы можно рассматривать, в принципе, как нерастворимые полиэлектролиты. Поливалентный, т. е. многозарядный, ион, образующий структурный каркас ионнообменной смолы, практически неподвижен из-за своей огромной молекулярной массы. Этот ион-каркас связывает малые подвижные ионы противоположного знака, которые способны к эквивалентному обмену на ионы окружающего раствора.

Иониты представлены анионитами — материалами, способными к обмену анионов, и катионитами — материалами, обменивающими катионы.

г — гель мп — макропористая структура В таблице приводятся типичные значения показателей механической прочности и осмотической стабильности обычной ионообменной смолы.

Так как ионообменные смолы представляют собой нерастворимые высокомолекулярные соединения с функциональными ионогенными группами, то они способны вступать в реакции обмена с ионами раствора. Некоторые типы ионитов обладают способностью вступать в реакции комплексообразования, окисления-восстановления, а также способностью к физической сорбции ряда соединений.

Иониты имеют гелевую, макропористую и промежуточную структуру.

Ионообменные смолы обладают более высокой активностью, механической прочностью, химической устойчивостью, чем природные и искусственные алюмосиликаты и сульфоугли.