Hva er en ionebytte?

En ionebytte er en kjemisk prosess der ioner byttes mellom to elektrolyttløsninger eller mellom en elektrolyttløsning og en fast matriksstruktur kjent som en ionebytterpolymer.Når elektrolyttløsningen reagerer med polymeren, eller harpiksen, blir ioner fra løsningen fanget og festet til det faste underlaget, som igjen frigjør forskjellige ioner av samme ladning.Kasjonsutveksling skjer når positivt ladede partikler byttes ut, mens anionutveksling skjer når negativt ladede partikler byttes.Nivået på kationutveksling som oppstår i jord kan brukes som en indikator på jordens evne til å beholde næringsstoffer.Det er også en viktig faktor for å bestemme renhet av grunnvann.

I industrielle omgivelser foregår ionebytte ved bruk av syntetiske organiske polymerer.En ionutvekslingspolymer kan fremstilles for å spesifikt filtrere ut visse ioner fra en løsning.Det er fire hovedtyper av ionebyttepolymerer som har forskjellige ionesaffiniteter og kjemiske egenskaper: sterke baseanionharpikser, svake baseanionharpikser, sterke syrekationharpikser og svake syrekationharpikser.

I tillegg til disse fire gruppene, andre typer typerav ionebytteharpikser eksisterer.Chelaterende harpikser er viktige for å filtrere ut giftige tungmetallkationer, for eksempel bly og kvikksølv.Disse harpikser brukes i behandling av avløpsvann og grunnvann.

Sterke syreregler kan brukes til å fjerne kalsium- og magnesiumkationer fra vann i en prosess kjent som mykgjøring av vann.Kalsium og magnesiumioner fra løsningen byttes mot natrium- eller hydrogenioner fra harpiksen.Husholdningsprodukter som vaskevaskemiddel bruker zeolitter for mykgjøring av vann for å forhindre forstyrrelse av kalsium og magnesiumioner med rengjøringsvirkning av såpe.

avionisering av vann er en annen vanlig anvendelse av ionebytte.Ved avionisering fjernes mineralsalter som natrium og kalsium fra vann og erstattes med hydrogenkationer eller hydroksydanioner, avhengig av hvilken type harpiks som brukes.Denne prosessen produserer en renset form for vann som kan sammenlignes med destillert vann, som er nyttig i laboratorie- og industrielle prosesser der det kreves høy renhet av vann.

Industrielle ionebyttereaksjoner utføres vanligvis ved hjelp av søyler.Disse fartøyene inneholder en harpiksseng, som holder ionebytterharpiksen mens løsningen føres gjennom den.Strømmen kan kontrolleres av ventiler og instrumentering festet til kolonnen.Når løsningen føres gjennom harpiksen, oppstår ionebytte til alle bindingssteder i harpiksen er fylt, og produserer en renset løsning.