Co je to iontová výměna?

Iontová výměna je chemický proces, ve kterém se vyměňují ionty mezi dvěma elektrolytovými roztoky nebo mezi elektrolytovým roztokem a pevnou matricovou strukturou známou jako iontoměničský polymer.Když roztok elektrolytu reaguje s polymerem nebo pryskyřicí, jsou ionty z roztoku zachyceny a připojeny k pevnému substrátu, který zase uvolňuje různé ionty stejného náboje.K výměně kationtu dochází, když se vyměňují pozitivně nabité částice, zatímco aniontová výměna nastává, když se negativně nabijí částice.Úroveň výměny kationtu, která se vyskytuje v půdě, může být použita jako indikátor schopnosti půdy udržovat živiny.Je to také důležitý faktor při určování čistoty podzemní vody.Polymer pro výměnu iontu může být vyroben tak, aby specificky odfiltroval určité ionty z roztoku.Existují čtyři hlavní typy iontových polymerů, které mají různé iontové afinity a chemické vlastnosti: silné základní aniontové pryskyřice, slabé základní aniontové pryskyřice, silné kationtové pryskyřice a slabé kationtové pryskyřice.existují pryskyřice iontových výměn.Chelatační pryskyřice jsou důležité při filtrování toxických kationtů těžkých kovů, jako je olovo a rtuť.Tyto pryskyřice se používají při čištění odpadních vod a podzemních vod.Ionty vápníku a hořčíku z roztoku se vyměňují za ionty sodíku nebo vodíku z pryskyřice.Produkty pro domácnost, jako je prací prostředky, zaměstnávají zeolity na změkčení vody, aby se zabránilo rušení iontů vápníku a hořčíku při čištění mýdla.

Deionizace vody je další běžnou výměnou iontu.Při deionizaci jsou minerální soli, jako je sodík a vápník, odstraněny z vody a nahrazeny kationty vodíku nebo anionty hydroxidu, v závislosti na typu použité pryskyřice.Tento proces vytváří čištěnou formu vody srovnatelné s destilovanou vodou, která je užitečná v laboratorních a průmyslových procesech, kde je vyžadována vysoká čistota vody.

Reakce průmyslových iontových výměn se obvykle provádějí pomocí sloupců.Tato céva obsahují pryskyřičné lůžko, které drží iontovou výměnu pryskyřice, zatímco roztok prochází.Tok lze řídit ventily a přístrojem připojeným ke sloupci.Jakmile řešení prochází pryskyřicí, dochází k výměně iontu, dokud nebudou vyplněna všechna spojovací místa v pryskyřici a vytvoří se čištěné řešení.