Jonit – substancja służąca do przeprowadzania selektywnego procesu wymiany jonowej, stosowana w kolumnach jonitowych i filtrach jonitowych. Przepuszczenie przez warstwę jonitu ciekłej lub gazowej mieszaniny lub roztworu powoduje albo wzbogacenie jej o określony jon albo przeciwnie pozbycie się z niej określonego jonu.
Jonity to zwykle żele lub substancje porowate, które mają zdolność selektywnego uwalniania jednych jonów i pochłaniania innych. Ich działanie opiera się na fakcie występowania na ich powierzchni określonych chemicznych grup funkcyjnych, które wiążą jony. Są to zwykle grupy mające silne własności kwasowe lub zasadowe, które w kontakcie z rozpuszczalnikiem lub roztworem aktywującym (zwykle silnym kwasem lub zasadą) ulegają dysocjacji elektrolitycznej powodującej naładowanie ich powierzchni.
Każdy jonit ma określoną pojemność jonową – tj. liczbę moli jonów, które może zaabsorbować w jednostce swojej masy. Po pełnym wykorzystaniu swojej pojemności jonity wymagają regeneracji. Regeneracja jonitów polega na płukaniu złoża roztworem zawierającym jony, które uległy usunięciu z jonitu np. HCl, NaCl, NaOH.
Rodzaje jonitów
Ze względu na pochodzenie jonity dzieli się na:
- nieorganiczne
- organiczne:
- węgle sulfonowane
- żywice jonowymienne (jonitowe)
oraz
- syntetyczne
- porowate żywice syntetyczne otrzymywane z kopolimerów styrenu, formaldehydu i monomerów winylowych zawierających w swojej strukturze pirydynę lub jej pochodne (m.in. amberlit)
- żel krzemionkowy
- żele krzemionkowo-aluminoksanowe
- na bazie materiałów naturalnych
Ze względu na rodzaj pochłanianych jonów jonity dzieli się na:
- kationity, które mają na powierzchni grupy o własnościach kwasowych (np. −SO3H, −PO3H, −COOH, −SH), które są zdolne do wiązania kationów, np. wymieniacz−SO3H + Me+ → wymieniacz−SO3Me + H+
- anionity, które mają na powierzchni grupy o własnościach zasadowych, np. aminowe, −NH2, −NRH, −NR2, dla anionitów słabo zasadowych lub czwartorzędowe reszty amoniowe, −NR3+, dla anionitów silnie zasadowych; anionity są zdolne do wiązania i wymieniania anionów, jak np. DEAE celuloza w formie wodorowęglanowej:
- celuloza−[NEt2H]+[HCO3]− + A− → celuloza−[NEt2H]+[A]− + HCO−
- (proces taki może być wykorzystany do rozdziału chromatograficznego mieszaniny pochodnych kwasowych, np. krótkich oligonukleotydów[1])
- jonity amfoteryczne – mające zdolność pochłaniania zarówno anionów lub kationów.
Ze względu na agregację na:
- objętościowe: gdzie porowaty lub granularny jonit jest dodawany do bezpośrednio do mieszaniny reakcyjnej Lub wypełnia przestrzeń, najczęściej kolumnowego, wymieniacza jonowego.
- membranowe: gdzie jonit tworzy półprzepuszczalną błonę
- ciekłe: gdzie jonit jest niesolwatacyjną cieczą, a jego dyspersja zapewnia dużą powierzchnię aktywnego kontaktu.
Jonity oprócz własności jonowymiennych różnią się również własnościami sorpcyjnymi. Stąd też w jonicie oprócz wymiany jonów zachodzi sorpcja. Mówi się wówczas o jonitosorbencie, podkreślając w ten sposób, że mamy tu do czynienia z dwoma efektami.
Zastosowania
Jonity są szeroko stosowane w laboratoriach i w przemyśle.
Na przykład do zmiękczania i demineralizacji wody dla energetyki, wydzielania i rozdzielania jonów cennych metali w metalurgii, wydzielania uranu i pochłaniania pierwiastków promieniotwórczych, katalizowania procesów chemicznych, odbarwiania i oczyszczania soków w cukrownictwie oraz przemyśle spożywczym, wydzielania antybiotyków i rozdzielania aminokwasów w przemyśle farmaceutycznym, stanowią podstawę jednej z chromatograficznych technik analitycznych (chromatografia jonowymienna). Wymiennik jonitowy jest integralną częścią każdej domowej zmywarki do naczyń, z tego powodu konieczne jest okresowe uzupełnianie w urządzeniu soli regeneracyjnej.
Przypisy
Bibliografia
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
