رزین کاتیونی و رزین آنیونی

مبانی مبادله یون (رزین سختی گیر)

تبادل یونی روشی برای کاهش آلودگی و تصفیه آب است و به از بین بردن ترکیبات ناخواسته در آب کمک می کند.

در سنین جوانی آموخته ایم که آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم  اکسیژن تشکیل شده می شود. اما آب بسیار پیچیده تر از آن است. موجود در هر قطره آب مواد معدنی مواد دیگری هستند که به خاصیت شیمیایی و فیزیکی هر قطره اضافه می کنند اما محدود به (طعم و بو) نیست

- از جمله برخی از نمونه ها عبارتند از: کلسیم ، منیزیم ، آهن ، منگنز ، سدیم ، هیدروژن ، کلرید ، سولفات ، نیترات ، هیدروکسید و سیلیس اگرچه آنها حل شده و با چشم غیر مسلح قابل دیدن نیستند این ترکیبات به عنوان یون در آب وجود دارند.

یون های این مولکول ها بار الکتریکی دارند. یون هایی که بار مثبت دارند ، کاتیون نامیده می شوند و یون های دارای بار منفی آنیون نامیده می شوند. به عنوان مثال ، سدیم و هیدروژن دارای بار مثبت (Na) (+H +) هستند در حالی که کلرید و هیدروکسید بارهای منفی دارند (Cl) (-OH-).

کاتیون ها (ترکیبات دارای بار مثبت) با رزین های کاتیون از بین می روند و آنیون ها (ترکیبات با بار منفی) با رزین های آنیون برداشته می شوند.

این رزین های تبادل یونی از دانه های پلیمری نامحلول تشکیل شده اند که با یک "گروه کاربردی" طراحی شده اند و یون های بار متضاد را جذب می کنند.

به عنوان مثال ،پرولایتC 100 یک مهره رزین تبادل یونی با گروه های عملکردی سولفونی با بار منفی است. این گروه هایی که دارای بار منفی هستند کاتیون ها را برای ترک یک بار خنثی جذب می کنند و به طور معمول به فرم هیدروژن (H +) یا سدیم (سدیم) تهیه می شوند.

مهره رزین تبادل یونی بر اساس اندازه یونی و همچنین اینکه آیا دارای یک بار مثبت منفرد (یک طرفه) یا بار مثبت دوگانه (دوقلو) ، کاتیون های خاصی را نسبت به دیگران ترجیح می دهد. گونه های انتخابی بیشتر یون های موجود را روی رزین جابجا می کنند و آنها را به درون پساب می فرستند.

چرا می خواهیم این کار را انجام دهیم؟

بعضی اوقات مهم است که یک عنصر نامطلوب از آب حذف شود مانند سختی (که به آن نرم کننده نیز گفته می شود) یا از بین بردن آلاینده های تنظیم شده (از آب آشامیدنی یا از آب صنعتی) استفاده شود. همچنین مواقعی وجود دارد که باید تمام یون ها (مثبت و منفی) از طریق عملیاتی به نام دمینرالیزاسیون از آب خارج شوند.

تجزیه و تحلیل شیمی آب کمک می کند تا مشخص شود که چه یون های موجود در آب هستند و در نتیجه مشخص می شود چه یون هایی باید از آب خارج شوند و از چه روش تصفیه آب تبادل یونی استفاده می شود.

روش تبادل یونی از طریق فرآیندی که به عنوان بازسازی شناخته می شود قابل برگشت است.

در مثال C100 بالا ، اگر غلظت بالایی از یون های سدیم برای از بین بردن کلسیم وارد شود مهره رزین به فرم سدیم باز می گردد. این فرآیند تبادل و بازسازی به این صورت است که یک نرم کننده معمولی آب کار می کند.

رزین های تبادل یونی با بسیاری از گروههای مختلف کاربردی تولید شده اند که متناسب با آن می توانند مجموعه وسیعی از آلاینده ها و ترکیبات را از بین ببرند. خصوصیات دانه رزین مانند تعداد گروه های عملکردی ، میزان رطوبت و تخلخل می تواند به تعیین بهترین رزین تبادل یونی برای تصفیه آب کمک کند.