ŻYWICE JONOWYMIENNE

Żywica Jonowymienna to 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 mają 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 mające 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 ma 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.

Ze względu na rodzaj pochłanianych jonów jonity dzieli się na:

  • kationity, które mają na powierzchni grupy o własnościach kwasowych (np. −SO3H, −PO3H, −COOH, −SH), które są zdolne do wiązania kationów, np. wymieniacz −SO3H + Me+ → wymieniacz −SO3Me + H+
  • anionity, które mają na powierzchni grupy o własnościach zasadowych, np. aminowe, −NH2, −NRH, −NR2, dla anionitów słabo zasadowych lub czwartorzędowe reszty amoniowe, −NR3+, dla anionitów silnie zasadowych; anionity są zdolne do wiązania i wymieniania anionów, jak np. DEAE celuloza w formie wodorowęglanowej:

    celuloza −[NEt2H]+[HCO3]− + A− → celuloza −[NEt2H]+[A]− + HCO−

    (proces taki może być wykorzystany do rozdziału chromatograficznego mieszaniny pochodnych kwasowych, np. krótkich oligonukleotydów[1])

  • jonity amfoteryczne – mające zdolność pochłaniania zarówno anionów lub kationów.