Jonit

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 posiadają 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 posiadające 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 posiada 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 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)
  • silkażele
  • żele krzemionkowo-aluminoksanowe
• na bazie materiałów naturalnych
  • zeolity,
  • montmorillonity,
  • glaukonity,
  • celulozy
  • węgla aktywnego

Ze względu na rodzaj pochłanianych jonów jonity dzieli się na:

• kationity - posiadają na powierzchni grupy o własnościach kwasowych (np. -SO₃H, -PO₃H, -COOH, SH), które po aktywowaniu przyjmują ładunek ujemny i w związku z tym są zdolne do wiązania kationów, np. wymieniacz-H + Me⁺ → wymieniacz-Me + H⁺
• anionity posiadają na powierzchni grupy o własnościach zasadowych (np. -NH₃, =NH₂, ≡NH), które po aktywowaniu przyjmują ładunek dodatni i w związku z tym są zdolne do wiązania anionów np. wymieniacz-OH + A^- → wymieniacz-A + OH^-
• jonity amfoteryczne - posiadające zdolność pochłaniania zarówno anionów lub kationów.

Ze względu na agregację na:

• objętościowe: gdzie porowaty lub granularny jonit jest dodawany do beposrednio do mieszniny rekcyjnej Lub wypełnia przestrzeń, najczęściej kolumnowego, wymieniacza jonowego.
• membranowe: gdzie jonit tworzy połprzepuszczalną błonę
• ciekłe: gdzie jonit ma 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.

Np. 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).

Źródła

• Słownik chemiczny, "Wiedza Powszechna", 1982, ISBN 83-214-0323-9