Адсорбция на границе твердое тело – раствор. Ионообменная адсорбция

Ионообменная адсорбция – обратимый процесс стехиометрического обмена ионами между ионообменной смолой и раствором электролита.

Ионообменные смолы или ионообменные сорбенты представляют собой гранулы полимера, напоминающие по внешнему виду крупный светлый или темно-коричневый речной песок. На поверхности гранул расположены функциональные группы, способные обмениваться катионами (катионообменная смола) или анионами (анионообменная смола) с водным раствором, содержащим сильный электролит. Катионообменная смола, содержащая на поверхности полимерной гранулы R сульфогруппы -SO₃H, при контакте с раствором электролита участвует в обмене катионами:

R-SO₃^-H⁺(т) + Na⁺(р-р) + Cl^-(р-р) ® R-SO₃^-Na⁺(т) + Н⁺(р-р) + Сl^-(р-р).

Анионообменные смолы обмениваются анионами с водным раствором электролита, например:

R-NH₃⁺OH^-(т) + H⁺(р-р) + Cl^-(р-р) ® R-NH₃⁺Cl^-(т)+ Н₂O(ж).

Если пропустить водный раствор хлорида натрия последовательно через колонки, заполненные катионо- и анионообменными смолами, – получим чистую воду (рис. 17).

Рис. 17. Получение чистой воды при пропускании раствора хлорида натрия через ионообменные колонки