Катиониты поглощают из растворов положительные ионы, а аниониты, соответственно, выделяют в раствор взамен эквивалентное количество отрицательных ионов.
Катиониты Катиониты представляют собой поликислоты, в полимерной матрице содержащей кислотные группы – карбоксильные, фосфорноксильные, сульфогруппы и другие. Они диссоциируют в воде на малоподвижный полимерный макроанион (An) и подвижные катионы (Kt), например: R - An- / Kt+ или R – An- / H+ Катиониты в которых все подвижные ионы представляют собой ионы водорода обозначаются как Н – катиониты (Н - форма). Когда ионы водорода замещены на ионы металлов (Na+, Ca 2+ и др.), применяется соответствующие обозначение солевой формы. По степени ионизации функциональных групп катиониты делят на сильно- и слабокислотные. Сильнокислотные катиониты способны обменивать свои подвижные катионы на другие в щелочной, нейтральной и кислой средах. Слабокислотные катиониты обменивают ионы водорода только в щелочной среде. К сильнокислотным относятся катиониты с сильно диссоциированными функциональными группами – сульфо-, фосфорнокислыми. К слабокислотным относят иониты, содержащие слабо диссоциированные кислотные остатки – карбоксильные, оксифенильные и некоторые другие. Связывание сульфогруппой смолы различных катионов зависит от оинного размера и заряда. Как правило, сильнее связываются катионы большего размера и высшей валентности. В случае разбавленных растворов наиболее распространенные катионы модно расположить в следующей последовательности: H+ < Na+ < K+ < Cd2+ < Cs+ Ag+ < Mn2+ <Mg2+ < Zn2+ < Cu2+ < Ni2+ < Co2+ < Ca2+ < Sr2+ < Pd2+< Al3+ < Fe3+. Аниониты Слабоосновные аниониты содержат в составе полимерной матрицы первичные, вторичные и третичные аминогруппы, сильноосновные аниониты содержат функциональные группы четвертичных ониевых солей и оснований (аммониевых, пиридинеевых, фосфониевых). Сильноосновные аниониты способны обменивать подвижные анионы в кислой, нейтральной и щелочной средах, а слабоосновные – только в кислой среде. Слабоосновные аниониты, благодаря наличию у атомов азота непоселенной пары электронов, способны образовывать комплексы с солями тяжелых, цветных и драгоценных металлов, что открывает широкие возможности для использования в качестве селективных сорбентов. Именно эта область применения слабоосновных анионитов более перспективна, чем использование их в классических процессах ионообмена, где они явно уступают сильноосновным анионитам. Соответственно способность аминопроизводных ионитов к связыванию типичных анионов можно представить следующих образом: OH- ~ F- < HCO3- < Cl- < NO3- < HSO4- < PO43- < CrO42- < SO42- На рисунке 1 показана принципиальная структура ионита, на примере катионита на основе полистирольной матрице, сшитой дивинилбензолом.
|