Ionitii lichizi sau lichidele schimbatoare de ioni

Ionitii lichizi sau lichidele schimbatoare de ioni

Sunt substante organice cu caracter acid (cationiti) sau bazic (anioniti). La contactarea cu solutii apoase de electroliti ei retin ioni pozitivi sau negativi cedand o cantitate echivalenta de ioni de acelasi semn. Pentru efectuarea schimbului ionic se foloseste solutia ionitului respectiv care consta dintr-un dizolvant organic care se amesteca prin agitare cu solutia apoasa de electrolit. Dupa efectuarea schimbului ionic, cele doua faze (apoasa si organica) nemiscibile, se separa usor prin decantare, centrifugare etc. Faza ionica continand ionitul lichid, saturat cu ionii retinuti din faza apoasa, se regenereaza folosind ca agent de regenerare solutia apoasa a unui electrolit adecvat; ionii extrasi de ionitul lichid sunt cedati solutiei de regenerare de unde sunt recuperati prin aplicarea metodelor chimice obisnuite.

Lichidele schimbatoare de ioni sunt preparate prin dizolvarea compusilor cu grupe ionogene in solventi organici ca de ex: kerosen, tricloretilena, cloroform si xilen care nu sunt miscibili in apa. Compusul ionogen trebuie sa aiba grupe hidrofobe capabile sa ramana in faza organica daca aceasta din urma este contactata cu solutii apoase. Pentru a obtine schimbatori de anioni lichizi au fost utilizate amine cu lanturi alifatice lungi si acizi grasi si dialchilofosfati pentru obtinerea schimbatorilor de cationi lichizi.

Schimbatorii de ioni lichizi sunt utilizati pentru schimbul ionic cu electroliti aposi si pentru extractia lichid-lichid a a electrolitilor din solutii apoase (Dardel, Arden,1989). Ei prezinta multe avantaje. Sunt usor de preparat, concentratia grupelor functionale in schimbatorul de ioni este usor de reglat; viteze mari de schimb ionic pot fi obtinute printr-o dispersie eficienta a fazei organice in faza apoasa si operarea continua in contracurent e mai simpla in acest caz decat in cazul schimbatorilor de ioni solizi. Un dezavantaj este faptul ca separarea fazei este ceva mai dificila si astfel pierderile de material schimbator de ioni pot fi greu evitate, in special daca componentii fazei organice nu sunt complet insolubili in apa.

Schimbatorii de ioni lichizi difera de omologii lor solizi in anumite privinte. Ei adsorb foarte putina apa din solutiile apoase, constantele lor dielectrice sunt relativ scazute iar grupele functionale nu sunt atasate unei matrice solide. Datorita constantelor dielectrice scazute este de asteptat o asociere intre contraioni si grupele functionale. Moleculele care poarta grupe functionale sunt libere sa difuzeze in faza schimbator iar cand ionizeaza sunt obiectul fortelor electrice care pot aparea pe parcursul procesului de schimb ionic.

Schimbatorii de ioni lichizi, chiar daca nu sunt o inventie recenta si chiar daca comportarea lor electrochimica este intens investigata in ultimul timp, se afla la inceput de drum in ceea ce priveste utilizarea lor in aplicatii practice.