Смолы ионообменные

"Еще в 60-х годах прошлого столетия ионообменные смолы были применены при водоочистке, хотя свое широкое распространение они получили лишь к концу 80-х и началу 90-х годов. Ионообменные смолы представляют собой массу, состоящую из мелких шариков (d<1мм), изготовленных из особых полимерных материалов, которые именуются для простоты «смолой». Для простого обывателя иониты могут показаться щучьей или минтаевой икрой. Но эта «икра» обладает уникальнейшими свойствами: каждая «икринка» способна улавливать в воде ионы растворенных в ней веществ, впитывая их в себя и отдавая «запасенные» ранее ионы. Именно так осуществляется ионный обмен и поэтому по-научному обобщающим термином для этих смол является «иониты». Если углубится в понятие ионообменных смол, то данная группа реагентов представляет собой высокомолекулярные нерастворимые соединения с функциональными ионогенными группами, которые способны вступать в реакцию с ионами раствора. Иониты бывают разные: одни из них способны вступать в реакцию комплексобразования, окислительно-востановительные реакции и даже физическую сорбцию некоторых соединений. Другие имеют менее широкие возможности реакции. Иониты могут иметь макропористую, гелевую или промежуточную структуру. Макропористые иониты отличаются хорошо развитой поверхностью с большим количеством пор, а потому способны к ионному обмену как в набухшем, так и в не набухшем состоянии. Кроме того макропористые иониты характеризуются осмотической стабильностью, а также термической и химической стойкостью. Гелевые же напротив такой поверхностью не обладают, а поэтому способны к ионному обмену исключительно в набухшем состоянии. Они уступают макропористым ионитам и в стойкости, и в стабильности, но характеризуются заметно большей обменной емкостью. Ионообменные смолы представлены двумя большими группами материалов: анионитами и катионитами. Аниониты - это материалы, которые способны к обмену анионов. Анионные иониты делятся на: слабоосновные - способные к обмену лишь при кислотно-щелочном балансе от 1 до 6; сильноосновные - проявляющие одинаковую обменную активность в растворах с любым показателем рН; смешанной или промежуточной активности. Катиониты - это иониты, способные к обмену катионов. Эта группа ионитов подразделяется на: слабокислотные, способные к обменным процессам при рН>7; сильнокислотные, обменивающие катионы при любых показателях рН. Обычно иониты выпускают в смешанно-солевых (гидроксильно-хлоридная и натрий водородная) или солевых формах (хлористая, натриевая). Встречаются иониты, которые полностью приведены в рабочую форму (гидроксильную, водородную или иную). Сферы применения ионитов: пищевая, фармацевтическая, медицинская промышленность, а также для глубокой очистки конденсатов в атомной энергетике. Выпускаются специальные формы готовой смеси ионитов, которые могут применяться в фильтрах смешанного типа. Важные показатели ионообменных смол: влажность и ионообменная емкость. Влага в силу гидрофильности групп внутри смол является химически связанной. Это значит, что специальное удаление этой влаги изнутри может привести к механическому разрушению гранул. Внешняя же влажность никак не связана, а поэтому может быть удалена, что обычно и делается перед упаковкой материала. Стоит обратить внимание на то, что насыпной вес постоянно корректируется из-за влажности и рассчитывается на основании отношения веса материала к его объему в куб см. Ионообменная емкость бывает весовая, рабочая и объемная. Если объемная и весовая емкости являются вполне стандартными показателями и определяются в лабораторных условиях, а отметку об этих показателях заносят в паспорт продукта, то с рабочей все обстоит иначе. Дело в том, что ее невозможно измерить в лаборатории, так как во многом данный показатель зависит от геометрического размера слоя смолы и от характеристик обрабатываемой жидкости. Заметим, что большинство изготовителей ионообменных смол могут провести дополнительные исследования и определить параметры, исходя из которых, можно будет подобрать оптимальный материал для проведения сорбции-десорбции."