Природные и синтетические иониты

Иониты бывают неорганические и органические. Это могут быть природные вещества или вещества, полученные искусственно.

К неорганическим природным ионитам относят цеолиты, глинистые минералы, полевые шпаты, различные слюды.

Катионообменные свойства их обусловлены содержанием алюмосиликатов типа Na₂O∙Al₂O₃∙nSiO₂∙mH₂O. Ионообменными свойствами обладает фтораппа-тит [Са₅(РО₄/₃)]F и гидроксидаппатит [Са₅(РО₄/₃)]ОН.

К неорганическим синтетическим ионитам относятся селикагели, пермути-ты, труднорастворимые оксиды и гидроксиды некоторых металлов (Al, Cr)

Органические природные иониты – это гуминовые кислоты почв и углей.

Они проявляют слабокислые свойства.

Для усиления кислотных свойств и обменной емкости угли сульфируют в избытке олеума. Сульфоугли являются дешевыми полиэлектролитами.

К органическим искусственным ионитам относятся ионообменные смолы с развитой поверхностью.

Они приобрели наибольшее практическое значение. Синтетические ионо-обменные смолы представляют собой высокомолекулярные соединения, углеродные радикалы которых образуют пространственную сетку с фиксированными на ней функциональными группами. Пространственная углеродная сетка (каркас) называется матрицей, а обменивающие ионы – противоионы.

Каждый противоион соединен с противоположно заряженными ионами и называются фиксированными или анкерными. Каркас обозначают R, а группу указывают полностью. RSO₃H (сульфокатионит). R – матрица, H – противоион, SO₃ – анкерный ион. Характеристика катионитов приведена в таблице 11.9 (слайд 45).

Характеристика основных марок ионитов в таблице 11.10 (слайд 46).

Экстракция

Жидкостную экстракцию применяют для очистки сточных вод, содержащих фенолы, масла, органические кислоты, ионы металлов.

Очистка сточных вод экстракцией состоит из трех стадий: 1. Первая стадия – интенсивное смешение сточных вод с экстагентом. В условиях развитой поверхности контакта между жидкостями образуются две жидкие фазы. Одна фаза – экстракт содержит извлекаемое вещество и экстрагент, другая – рафинат – сточную воду и экстрагент. 2. Вторая стадия – разделение экстракта и рафината. 3. Третья стадия – регенерацию эктрагента из экстракта и рафината.

Экстрагент должен отвечать следующим требованиям:

- растворять извлекаемое вещество лучше, чем вода, т.е. обладать высоким коэффициентом распределения;

- обладать большой селективностью;

- иметь, по возможности, наибольшую растворяющую способность;

- иметь низкую растворимость в воде;

- значительно отличаться по плотности от воды;

- обладать большим коэффициентом диффузии;

- иметь температуры кипения, значительно отличающуюся от воды;

- не взаимодействовать с извлекаемым веществом.

Для очистки сточных вод наиболее часто применяют процессы противоточной многоступенчатой экстракции и непрерывной противоточной экстракции.

Схема многоступенчатой экстракционной установки представляет собой батарею смесителей и отстойников, рис. 11.35 (слайд 47).

Для экстракции фенолов из сточных вод применяют простые и сложные эфиры.

Нитропродукты экстрагируют бензолом.

В таблице указаны экстрагенты, которые можно применять для извлечения цветных, редких и благородных металлов.