ИОНИ́ТЫ

ИОНИ́ТЫ (ио­но­об­мен­ни­ки), ве­ще­ст­ва, со­стоя­щие из по­ли­мер­но­го кар­ка­са, не­су­ще­го по­ло­жи­тель­ный или от­ри­ца­тель­ный за­ряд, и про­ти­во­по­лож­но за­ря­жен­ных ио­нов, ко­то­рые ком­пен­си­ру­ют этот за­ряд и мо­гут сте­хио­мет­ри­че­ски и об­ра­ти­мо об­ме­ни­вать­ся на др. ио­ны из рас­тво­ра элек­тро­ли­та. Боль­шин­ст­во И. – твёр­дые, не­рас­тво­ри­мые, ог­ра­ни­чен­но на­бу­хаю­щие в во­де и др. по­ляр­ных рас­тво­ри­те­лях ве­ще­ст­ва. Сре­ди И. раз­ли­ча­ют ка­тио­ни­ты и анио­ни­ты, об­ме­ни­ваю­щие ка­тио­ны и анио­ны со­от­вет­ст­вен­но, а так­же ам­фо­тер­ные И., спо­соб­ные об­ме­ни­вать и ка­тио­ны, и анио­ны. По хи­мич. при­ро­де И. бы­ва­ют не­ор­га­ни­че­ские и ор­га­ни­че­ские, по про­ис­хо­ж­де­нию – при­род­ные и син­те­ти­че­ские. В 1850-х гг. англ. хи­ми­ки Г. Томп­сон и Дж. Уэй на при­род­ных И. (поч­вах) впер­вые об­на­ру­жи­ли яв­ле­ние ион­но­го об­ме­на. Наи­бо­лее важ­ны син­те­тич. ор­га­нич. И. – ио­но­об­мен­ные смо­лы.

Из не­ор­га­нич. И. прак­тич. зна­че­ние име­ют при­род­ные гли­ни­стые ми­не­ра­лы – мон­тмо­рил­ло­нит, вер­ми­ку­лит, ат­та­пуль­гит и др., алю­мо­си­ли­кат­ный кар­кас ко­то­рых со­сто­ит из че­ре­дую­щих­ся двух­мер­ных сло­ёв, об­ра­зо­ван­ных крем­не­кис­ло­род­ны­ми тет­ра­эд­ра­ми и алю­мо­кис­ло­род­ны­ми ок­та­эд­ра­ми; при­род­ные и син­те­тич. це­о­ли­ты – аналь­цит, мор­де­нит, ша­ба­зит и др., об­ла­даю­щие проч­ной трёх­мер­ной кри­стал­лич. алю­мо­си­ли­кат­ной ре­шёт­кой с разл. со­от­но­ше­ни­ем Si и Al; а так­же со­ли ге­те­ро­по­ли­кис­лот (фос­фо­ро­мо­либ­дат, фос­фо­ро­вольф­ра­мат и ар­се­но­мо­либ­дат ам­мо­ния), фос­фат цир­ко­ния, сме­шан­ные фер­ро­циа­ни­ды по­ли­ва­лент­ных и од­но­ва­лент­ных эле­мен­тов, гид­ро­кси­ды по­ли­ва­лент­ных эле­мен­тов.

Важ­ней­шую ко­ли­че­ст­вен­ную ха­рак­те­ри­сти­ку И. – по­гло­ти­тель­ную спо­соб­ность, или об­мен­ную ём­кость, вы­ра­жа­ют ко­ли­че­ст­вом спо­соб­ных к об­ме­ну ионов в рас­чё­те на еди­ни­цу мас­сы су­хо­го ио­ни­та (пол­ная об­мен­ная ём­кость) или на еди­ни­цу объ­ё­ма на­бух­ше­го ио­ни­та. Напр., пол­ная об­мен­ная ём­кость гли­ни­стых ми­не­ра­лов 0,05–1,3 ммоль/г, це­о­ли­тов – 2,5–4,5 ммоль/г. Об­мен­ная ём­кость боль­шин­ст­ва ио­но­об­мен­ных смол 1–12 ммоль/г.

Ио­но­об­мен­ные смо­лы при обыч­ных ус­ло­ви­ях зна­чи­тель­но бо­лее ста­биль­ны по со­ста­ву, ме­ха­нич. и об­мен­ным свой­ст­вам, чем не­ор­га­нич. И., и мо­гут ис­поль­зо­вать­ся (про­хо­дить цик­лы сорб­ция – ре­ге­не­ра­ция – про­мыв­ка без за­мет­ных раз­ру­ше­ний) в те­че­ние дли­тель­но­го вре­ме­ни (ме­ся­цы и го­ды). Од­на­ко ионо­об­мен­ные смо­лы тер­ми­че­ски ма­ло­ус­той­чи­вы (ка­тио­ни­ты до 150 °C, боль­шин­ст­во анио­ни­тов до 70 °C), не­ус­той­чи­вы к воз­дей­ст­вию ра­диа­ции и аг­рес­сив­ных сред.

И. ши­ро­ко при­ме­ня­ют при во­до­под­го­тов­ке, в гид­ро­ме­тал­лур­гии, хи­мич., пи­ще­вой, фар­ма­цев­тич. и др. от­рас­лях пром-сти. Не­ор­га­нич. И. ис­поль­зу­ют в про­цес­сах очи­ст­ки сы­рья, раз­де­ле­ния и вы­де­ле­ния цен­ных про­дук­тов в аг­рес­сив­ных сре­дах, при по­вы­шен­ных темп-ре или ин­тен­сив­но­сти ра­дио­ак­тив­но­го из­лу­че­ния, напр. при пе­ре­ра­бот­ке ра­дио­ак­тив­ных от­хо­дов. Мо­ди­фи­ци­ро­ван­ные пу­тём ион­но­го об­ме­на алю­мо­си­ли­ка­ты ис­поль­зу­ют в ка­че­ст­ве ка­та­ли­за­то­ров. При­род­ные не­ор­га­нич. И. бла­го­да­ря их низ­кой стои­мо­сти и вы­со­кой се­лек­тив­но­сти к отд. ио­нам при­ме­ня­ют на пер­вой ста­дии из­вле­че­ния ве­ществ из руд, рас­тво­ров и др.