Н. В. Новоселова физико-химические методы анализа курс лекций

17.7. Ионообменная хроматография. Ионообменная хроматография 
основана на обратимом стехиометрическом обмене ионов, находя-
щихся в растворе, на ионы, входящие в состав ионообменника. Ши-
рокое применение ионообменных процессов в практике началось по-
сле создания синтетических ионообменников, так называемых ионо-
обменных смол или ионитов.
Применяемые в настоящее время синтетические ионообменники 
лишены многих недостатков, присущих естественным ионообменни-
кам, и обладают рядом важных достоинств: они имеют высокую об-
менную емкость и воспроизводимые ионообменные и другие свойст-
ва, устойчивы к действию кислот и оснований, не разрушаются в 
присутствии многих окислителей и восстановителей. Обычно синте-
тический ионообменник представляет собой высокополимер. Извест-
ны синтетические неорганические иониты, например, различные 
пермутиты, активированный оксид алюминия, гели на основе соеди-
нений железа или соединений циркония. 
Типы ионообменных смол. В зависимости от знака разряда 
функциональных групп ионообменные смолы являются катионитами 
или анионитами. Катионы содержат кислотные функциональные 
группы [–SO
3
, –COO , –PO
3
, –N(CH
2
CO
2
)], поэтому каркас катио-
нита, несущий фиксированные отрицательные заряды, заряжен отри-
цательно. Отрицательные заряды каркаса компенсируются положи-

---

135 
тельными зарядами противоионов, так что в целом катионит остается 
нейтральным. Однако противоионы, в данном случае катионы, в от-
личие от функциональных групп каркаса обладают подвижностью и 
могут переходить в раствор в обмен на эквивалентное количество ио-
нов из раствора. 
Функциональными группами каркаса анионитов являются чет-
вертичные – NR
3
+
, третичные – NR
2
Н
+
или первичные – NН
3
+
аммо-
ниевые, пиридиновые или другие основания, а в качестве подвижных 
противоионов выступают анионы. 
Важной характеристикой ионообменника является его обменная 
емкость, определяемая в первом приближении числом функциональ-
ных групп каркаса и степенью их ионизации при данном рН раствора. 
Обменную емкость ионита численно можно выразить количеством 
молей эквивалента противоиона на единицу массы или объема смо-
лы. 
Емкость, найденную в статических условиях, когда навеску 
смолы помещают в раствор насыщающего иона достаточной концен-
трации и выдерживают при встряхивании до полного насыщения, на-
зывают статической обменной емкостью. Величину емкости, полу-
ченную в динамических условиях при пропускании насыщающего 
раствора через колонку с ионитом, называют динамической обменной 
емкостью. Эта емкость ионита, определяемая по первому появлению 
насыщающего иона в вытекающем растворе. Полная обменная ем-
кость находится по полному насыщению ионита данным ионом.
Практическое применение. Методы ионообменной хроматогра-
фии используются преимущественно для разделения ионов. Количе-
ственные определения компонентов после разделения могут быть 
выполнены любым подходящим методом. Простейшая методика ио-
нообменного разделения состоит в поглощении компонентов смеси 
ионитом и последовательном элюировании каждого компонента под-
ходящим растворителем.