. по типу ионогенных групп, макро- и микропористости, набухаемости, обменной емкости, стойкости к воздействию внешних факторов (темп-ры, радиации, агрессивных сред), истиранию, способности к избирательному извлечению ионов (селективности) и т. п.

Важнейший класс ионообменных сорбентов — синтетич. органич. иониты, так наз. ионообменные смолы (смоляные иониты, высокомол. ионообменники). Они получили наиболее широкое практич. применение благодаря сочетанию высоких эксплуатационно-технич. качеств с разнообразием физич. и химич. свойств. Среди ионообменных смол со специфич. свойствами можно выделить комплексообразующие ионообменные смолы (хелатные иониты, высокомол, комплексоны) и окислительно-восстановительные иониты (см. Окислительно-восстановительные полимеры). Последние по ряду свойств близки к электронообменным полимерам (электроно-обменники, редокситы), не являющимся ионитами.

Известны так наз. (<жидкие иониты», представляющие собой растворы нпзкомолекулярных иопообмениваю-щих веществ в органич. жидкостях. Обмен ионов между такими И. и р-ром электролита осуществляется через подвижную границу раздела двух жидких фаз и сходен с процессом экстракции.

Возможности практич. использования И. чрезвычайно многообразны. К важнейшим областям их промышленного применения относятся: различные виды водопод-ютовки, очистка сахаров и полиатомных спиртов, извлечение и очистка продуктов биологич. синтеза, извлечение и очистка металлов, очистка растворителей и химич. реагентов (в том числе широко используемых в производстве полимеров — формальдегида, фенола и др.), катализ, медицина, аналитич. контроль различных технологич. процессов.

Лит. Гельферих Ф., Иониты, пер. с нем., М., 1962,

Салдадзе К М., Пашков А. В., Титов В. С,

Ионообменные высокомолекулярные соединения, М., 1960 (содержит классифицированный библ. обаор), Ионный обмен и его

применение [Сб. статей, под ред. К. В. Чмутова], М., 1959,

Грисебах Р., Теория и практика ионного обмена, пер. с

нем., М., 196.1, А м ф л е т т Ч., Неорганические иониты, петь

с англ., М., 1966, Егоров Е. В., Усп. химии, 36, jv» 7, 1281

(1967), О с б о р и Г., Синтетические ионообменники, пер.

с англ., М., 1964 (содержит классифицированный библ. обзоу),

Тремийон Б., Разделение на ионообменных смолах, пер.

с франц., М , 1967, X е р и и г Р., Хелатообразующие ионообменники, пер. с нем., М., 1971. Л. А. Шиц.

ИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ (ionic polymerization, ionische Polymerisation, polymerisation ionique) — полимеризация, в к-рой элементарный акт роста цепи является гетеролитическим. Подобные реакции, вызываемые различными полярными соединениями, сопровождаются разрывом ненасыщенных связей (С=С, С=0, Cs=N и др.) или раскрытием циклов, содержащих гетероатомы (кислород, азот, серу). Благодаря этому в ионную полимеризацию удается вовлечь гораздо более широкий круг мономеров, чем в полимеризацию радикального типа.

В зависимости от знака заряда на концевом атоме растущей цепи И. п. подразделяют на анионную, протекающую под влиянием возбудителей основного характера (см. Анионная полимеризация), и катионную, вызываемую кислотными агентами (см. Катионная полимеризация). Процессы обоих типов могут быть осуществлены без введения специальных инициирующих веществ под действием ионизирующего излучения (см. Радиационная полимеризация), а также электрич. тока.

центры К5+А5~

Активные центры при И. п. являются полярными образованиями, компоненты к-рых обычно наз. растущим ионом (R+ или R-) и противоионом (А- или В+). Сила взаимодействия и, следовательно, характер связи между этими компонентами зависят от их свойств и от природы реакционной среды. Так, активный центр может представлять собой молекулу с поляризованной связью I или ионную пару II, в к-рой действует лишь электростатич. притяжение между ионами; в средах с высокой полярностью может происходить частичная диссоциация II на свободные ионы III: Катионные активные Анионные активные

I II III

центры R5- в3+

R~, В + R ~

Свободные ионы отличаются существенно большей относительной активностью, чем ионные пары, вследствие чего реакционная способность активных центров в И. п., в отличие от радикальной полимеризации, в высокой степени зависит от свойств реакционной среды.

Многим полимеризующимся системам, относящимся к ионному типу, свойственно отсутствие реакций обрыва и передачи цепи (см. Живущие полимеры). Такая особенность типична для ненасыщенных углеводородов (анионные системы), органич. окисей (анионные и катионные

системы) и для некоторых других гетероциклических мономеров.

И. п. часто отличается высокой стереоспеци(личностью (см. Стереоспецифическая полимеризация), т. е. способностью приводить к образованию стереорегулярных полимеров. Наиболее эффективны в этом отношении каталитич. комплексы на основе переходных металлов, к-рые по механизму действия относятся к координационно-ионному типу (см. Координационно-ионная полимеризация).

Лит Бреслер С. Е., Ерусалимский Б. Л., Физика и химия макромолекул, М.— Л., 1965, А р е с т-Я к у-б о в и ч А. А., Успехи в области ионной полимеризации, в сб. Успехи химии полимеров, М., 1966, Катионная полимеризация, под ред. П. Плеша, пер. с англ., М., 1966, Шварц М., Анионная полимеризация, пер. с англ., М., 1971; Медведев С. С, Активные центры в процессах анионно-координа-ционной полимеризации углеводородных мономеров, Усп. хим., 37, 1923 (1968), Ерусалимский Б. Л., Ионная полимеризация полярных мономеров, Л., 1970. 13. Л. Ерусалимский.

ИОННЫЙ ОБМЕН (ion exchange, Ionenaustausch, echange d'ions) — обратимый процесс стехиометрич. обмена ионами между двумя электролитами.

И. о. может быть как гомогенным (напр., при смешении р-ров электролитов), так и гетерогенным (при контакте р-ра электролита с твердой фазой, напр. с нерастворимой солью или ионитом). Обычно под И. о. понимают гетерогенный процесс, в к-ром твердой фазой является ионит — неорганич. или органич. полимерный нерастворимый продукт, содержащий группировки, способные к электролитич. диссоциации. При диссоциации такой ионогенной группировки образуется ионная пара, один ион к-рой, так наз. фиксированный ион, жестко связан ковалентной связью с полимерным каркасом («матрицей») ионита, а другой (п р о т и в о и о н) подвижен и может обмениваться на ион контактирующего с ионитом р-ра. В зависимости от знака заряда иротивоиона иониты подразделяют на катиониты и аниониты. Катиониты (см. Катионообменные смолы) представляют собой полимерные к-ты и способны к обмену катионов, напр.:

2RS03~Na+ + CaClj цг* (RSo7)jCa2 + + 2NaCl

Аниониты (см. Анионообменнъге смолы) можно рассматривать как полимерные основания, способные к обмену анионов:

2

[R(CH,),N + ],S04 +2NaCl 2R(CH3)3N + CI~ +Na2S04 Явление И. о. впервые наблюдалось на почвах. В 1850 англичане Уэй и Томпсон сообщили о способности почвы обменивать ионы составляющих ее веществ на ионы, содержащиеся в контактирующих с ней р-рах. В этом заключалось принципиальное отличие И. о. от хорошо известного к тому времени явления адсорбции, при к-ром поглощение компонентов р-ра не сопровождается выделением никаких др. веществ. К нвлению адсорбции формально близок процесс ионной сорбции, когда в обмен на поглощаемые ионы иониты выделяют в

р-р взаимно нейтрализующиеся ионы Н+ или ОН-.

Начиная с 1935—36 широкое распространение получшга синтетич. органич. иониты — ионообменные смолы. Они явились хорошим объектом для изучения закономерностей И. о.

Условия и закономерности. Первое необходимое условие для осуществления И. о.— диссоциация ионоген-ных групп ионита. Сильнокислотные катиониты и сильноосновные аниониты удовлетворяют этому требованию в водных средах при любых значениях рН. Слабокислотные катиониты с карбоксильными ионогенными группировками способны к И. о. только в нейтральных и щелочных р-рах, т. к. диссоциация карбоксильных групп в сильнокислых средах подавлена. Слабоосновные аниониты не способны к И. о. в щелочных средах. Обменная емкость таких анионитов постепенно растет с понижением рН равновесного р-ра и достигает иек-рого значения, называемого полной обменной емкостью ионита и определяемого числом мг-жв ионогенных групп, содержащихся в 1 г сухого ионита. Область работоспособности ионитов определяют по кривой потенциометрич. титрования, выражающей зависимость обменной емкости ионита от рН равновесного р-ра. Из этой же кривой м. б. рассчитана и кажущаяся константа диссоциации ионогенных групп, являющаяся важной характеристикой слабокислотных и слабоосновных ионитов. Значение рК равно значению рН внутри зерна ионита при 50%-ной нейтрализации ионогенных групп.

* Постоянство значения полной обменной емкости ионита независимо от типа обменивающихся ионов отражает тот факт, что И. о. происходит в стехиометрич. соотношениях. Количество поглощенных ионов должно соответствовать числу вытесненных ионов. Отклонения от эквивалентности обмена указывают на протекание побочных процессов неионной (молекулярной) сорбции. Благодаря эквивалентности обмена в течение всего процесса сохраняется электроиейтральность фаз, обменивающихся ионами.

Кроме рН равновесного р-ра, определяющего степень диссоциации ионогенных групп, на И. о. существенное влияние оказывает ряд др. факторов: структура ионита и его набухаемость, тип и размеры обменивающихся ионов, концентрация и темп-ра р-ра, комплексообразо-вание, неионная сорбция и т. д.

Очень велико влияние набухаемости ионига, к-рая при прочих равных условиях определяется степенью поперечной сшитости каркаса. При очень большом числе поперечных связей набухаемость крайне мала, ионоген-ные группы, расположенные внутри гранулы ионита, недоступны для обменивающихся ионов. В этом случае обменная емкость ионита зависит от его уд. поверхности. Последняя м. б. повышена дроблением его зерен или созданием макропористых структур с высокоразвитой внутренней поверхностью (см. Пористые ионообменные смолы). При малой степени Поперечной сшитости органич. иониты представляют собой сильно набухший гель с подвижными полимерными цепями, ионогенные группы