Apa itu pertukaran ion?

Pertukaran ion adalah proses kimia di mana ion dipertukarkan antara dua larutan elektrolit atau antara larutan elektrolit dan struktur matriks padat yang dikenal sebagai polimer pertukaran ion.Ketika larutan elektrolit bereaksi dengan polimer, atau resin, ion dari larutan terperangkap dan melekat pada substrat padat, yang pada gilirannya melepaskan ion yang berbeda dari muatan yang sama.Pertukaran kation terjadi ketika partikel bermuatan positif ditukar, sementara pertukaran anion terjadi ketika partikel bermuatan negatif dipertukarkan.

Pertukaran ion dapat terjadi dalam pengaturan alami melalui mineral aluminosilikat yang dikenal sebagai zeolit, yang ditemukan di tanah liat.Tingkat pertukaran kation yang terjadi di tanah dapat digunakan sebagai indikator kemampuan tanah untuk mempertahankan nutrisi.Ini juga merupakan faktor penting dalam menentukan kemurnian air tanah.

Dalam pengaturan industri, pertukaran ion terjadi melalui penggunaan polimer organik sintetis.Polimer pertukaran ion dapat dibuat untuk secara khusus menyaring ion tertentu dari suatu larutan.Ada empat jenis utama polimer pertukaran ion yang memiliki afinitas ion dan sifat kimia yang berbeda: resin anion basa yang kuat, resin anion basa lemah, resin kation asam yang kuat, dan resin kation asam lemah.

Selain keempat kelompok ini, jenis lainnyaresin pertukaran ion ada.Resin chelating penting dalam menyaring kation logam berat beracun, seperti timah dan merkuri.Resin ini digunakan dalam pengolahan air limbah dan air tanah.

Resin asam kuat dapat digunakan untuk menghilangkan kation kalsium dan magnesium dari air dalam proses yang dikenal sebagai pelunakan air.Ion kalsium dan magnesium dari larutan ditukar dengan ion natrium atau hidrogen dari resin.Produk rumah tangga seperti deterjen cuci menggunakan zeolit untuk pelunakan air untuk mencegah gangguan kalsium dan ion magnesium dengan aksi pembersihan sabun.

deionisasi air adalah aplikasi umum pertukaran ion lainnya.Dalam deionisasi, garam mineral seperti natrium dan kalsium dikeluarkan dari air dan diganti dengan kation hidrogen atau anion hidroksida, tergantung pada jenis resin yang digunakan.Proses ini menghasilkan bentuk air murni yang sebanding dengan air suling, yang berguna dalam proses laboratorium dan industri di mana kemurnian air tinggi diperlukan.

Reaksi pertukaran ion industri biasanya dilakukan menggunakan kolom.Kapal -kapal ini berisi tempat tidur resin, yang menahan resin pertukaran ion saat solusinya dilewati.Aliran dapat dikontrol oleh katup dan instrumentasi yang melekat pada kolom.Saat solusinya dilewatkan melalui resin, pertukaran ion terjadi sampai semua situs ikatan dalam resin diisi, menghasilkan solusi yang dimurnikan.