АНИОНИТ, ОБЛАДАЮЩИЙ СИЛЬНООСНОВНЫМИ СВОЙСТВАМИ, СОДЕРЖИТ ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ ГРУППУ
1) N
2) -N(CH3)2H+
3) -N(CH3)3+ (+)
4) -NH3+
Правильный вариант: 3) −N(CH3)3+. Это четвертичная аммониевая группа, она несёт постоянный положительный заряд во всём диапазоне pH и потому относится к сильноосновным центрам анионообменных смол. Такие иониты эффективно обменивают анионы (Cl−, NO3−, SO42−, HCO3− и др.) даже в щелочной среде, регенерируются растворами NaCl/NaOH и применяются для глубокой деминерализации и очистки растворов в технологиях ЛС.
В отличие от первичных/вторичных/третичных аминов (−NH2, −NHR, −NR2), которые становятся катионными лишь после протонирования и потому считаются слабoосновными анионитами, четвертичный аммоний уже кватернизован и не требует протонирования. Это гарантирует высокую ёмкость и широкую рабочую область pH, что важно при очистке термолабильных субстанций и воды для инъекций.
| Класс анионита | Функциональная группа | Заряд при рабочем pH | Рабочий диапазон pH | Типичные регенеранты | Примеры целевых анионов | Ключевые применения | Примечания |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сильноосновный (тип I) | −N(CH3)3+ | Постоянный + | ~1–14 | NaCl, NaOH | Cl−, NO3−, SO42−, HCO3− | Деминерализация, удаление нитратов/сульфатов | Высокая селективность, устойчив в щёлочи |
| Сильноосновный (тип II) | −N(CH3)2R′+ | Постоянный + | ~1–12 | NaCl, NaOH | Cl−, органические анионы | Обезуглероживание, органика | Легче регенерируется, но уже диапазон pH |
| Слабоосновный | −NR2 / −NHR | + только после протонирования | ~1–9 (в кислой среде активен) | NaCl, иногда разб. HCl/NaOH | HCO3−, органические кислоты | Удаление органики, сорбция слабых кислот | Не работает на сильной щёлочи |
| Первичный амин | −NH2 | + после протонирования | Кислая среда | NaCl | Анионы слабых кислот | Буферные очистки | Подвержен вырождению при окислении |
| Вторичный амин | −NHR | + после протонирования | Кислая–нейтральная | NaCl | Органические анионы | ХПВ, экстракция примесей | Более гидрофобен, чем первичный |
| Третичный амин | −NR2 | + после протонирования | Кислая–слабощелочная | NaCl | NO3−, органические анионы | Предочистка | Снижение ёмкости при pH>9 |
| Четвертичный аммоний | −N(CH3)3+ | Постоянный + | Широкий (кислый→щелочной) | NaCl/NaOH | Широкий спектр | Финальная полировка воды/растворов | Именно этот вариант верен |