اصل رزین های تبادل یونی چیست؟

اصل رزین های تبادل یونی چیست؟

اصل رزین های تبادل یونی فرآیندی است که در آن چوب تبادل یونی نمک ها را از محلول جدا می کند: کاتیون های فلزی (Na{{0}}، Ca2{{2}}، K{{5}}، Mg2{{12}}، Fe3{{13}} و غیره) موجود در محلول آبی در محیطی که رزین تبادل یونی در آن عمل می‌کند با H{{26}} روی رزین تبادل کاتیونی (که حاوی گروه‌های اسیدی مانند گروه‌های اسید سولفونیک است) مبادله می‌شود. SO3H)، گروه‌های کربوکسیل (-COOH) یا گروه‌های اسیدی مانند گروه‌های فنلی (-C6H4OH، که تمایل به تشکیل یون‌های H+ در آب دارند) برای تبادل یونی، باعث می‌شوند کاتیون‌های موجود در محلول به رزین و H+ روی رزین منتقل شوند. مبادله به آب (به عنوان مثال، رزین های تبادل کاتیونی اصلی). آنیون‌های موجود در محلول آبی (Cl-، HCO3-، و غیره) با OH- روی یک رزین تبادل آنیونی (حاوی گروه‌های قلیایی مانند آمین چهارتایی [-N(CH3)3OH]، آمین (-NH2) یا ایمین (-) مبادله می‌شوند. NH2) گروه هایی که تمایل به تشکیل یون های OH- در آب دارند، و آنیون های موجود در آب به رزین منتقل می شوند، در حالی که OH- روی رزین به آب تبدیل می شود (یعنی اصل رزین تبادل آنیون). و H+ و OH- برای تولید آب ترکیب می شوند و بدین ترتیب به هدف نمک زدایی می رسند.

رزین های تبادل یونی چیست؟

رزین های تبادل یونی )رزین سختی گیر)، پلیمرهای گرانول کروی پلیمری نامحلول از استایرن یا اکریلیک اسید یا آکریلات هستند که با پلیمریزاسیون ساختار فضایی سه بعدی ژن ها و وارد کردن انواع مختلف گروه های شیمیایی فعال در ژن ها سنتز می شوند.

رزین های تبادل یونی به دو دسته رزین های کاتیونی و رزین های آنیونی، رزین های کاتیونی به دو دسته رزین های اسید قوی و رزین های اسید ضعیف و رزین های آنیونی به دو دسته رزین های پایه قوی و رزین های باز ضعیف تقسیم می شوند.

نقش رزین های تبادل یونی

نقش رزین تبادل یونی عمدتاً "روش تبادل یونی" برای تولید آب تمیز است: نمک های معدنی مختلف در آب خام با یونیزاسیون تشکیل شده از کاتیون ها (کلسیم، منیزیم، مس، سدیم و سایر یون های فلزی)، آنیون ها (کربنات، نیترات). سولفات و سایر یون‌های غیرفلزی)، از طریق لایه رزین کاتیونی و آنیونی (عامل یونی برای تبادل یونی)، با رزین در واکنش تبادل یون‌های هیدروژن و یون‌های هیدروکسید، و با جذب رزین، از رزین بر روی تبادل یون‌های هیدروژن و یون‌های هیدروکسید در مولکول‌های آب (H2O)، به طوری که به منظور دستیابی به اثر حذف نمک‌های معدنی در آب، به هدف ساخت آب تمیز نمک‌زدایی می‌رسد.

نحوه استفاده از رزین تبادل یونی

1. پیش انتخاب.

اندازه ذرات رزین تبادل یونی به طور کلی به مش 20-35 کنترل می شود، برخی از آنها می توانند به مش 50 نیز برسند، بنابراین قبل از استفاده باید آن را خشک کرد، خرد کرد و الک کرد، معمولاً در اجاق یا خشک کن مجهز به پنتوکسید فسفر خشک می شود. اکسید کلسیم یا اسید سولفور غلیظ، هنگام خرد کردن خیلی ریز شکافته نشود، در غیر این صورت عملکرد آزمایشی تحت تأثیر قرار خواهد گرفت.

2. پیش درمان.

یک رزین مبادله یونی قوی باید ابتدا با 20 برابر حجم رزین محلول آبی هیدروکسید سدیم 4% (از نوع رزین OH است)، سپس با 10 برابر حجم آب شستشو داده شود، سپس با 10 برابر حجم 4 تصفیه شود. اسید هیدروکلریک % (رزین از نوع کلر است) و در نهایت با آب مقطر شسته می شود تا خنثی شود، سپس از نوع کلر به نوع OH و سپس به نوع کلر می رسد و در نهایت 10 بار با محلول آبی هیدروکسید سدیم 4 درصد تیمار می شود. رزین تبادل یونی ضعیف را می توان تنها با 10 برابر مقدار آب مقطر تصفیه کرد و نیازی به شستشو تا خنثی ندارد.

3. بارگذاری ستون.

رزین تصفیه شده را در یک لیوان قرار دهید، آب اضافه کنید و خوب هم بزنید تا حباب های هوا از بین برود، اجازه دهید چند دقیقه بماند تا بیشتر رزین ته نشین شود، سپس در لایه بالایی ذرات گل بریزید. عملیات را تکرار کنید تا لایه بالایی پاک شود، سپس می توانید ستون را بارگذاری کنید. توجه داشته باشید که 1 سانتی متر سیم شیشه ای در پایین ستون قرار داده شود، آن را با میله شیشه ای تراز کرده و رزین را در ستون بریزید، همچنین برای جلوگیری از حباب هوا توجه کنید.

4. تبادل رزین.

نمونه در غلظت معینی از محلول آبی تهیه شده و با سرعت مناسب از ستون عبور داده می شود و یا می توان محلول نمونه را به طور مکرر از ستون عبور داد تا اجزا به طور کامل جایگزین شوند. از روش توسعه رنگ برای آزمایش اینکه آیا اجزا به طور کامل تعویض شده اند یا خیر استفاده کنید.

5. شستشوی رزین.

توجه داشته باشید که اجزای با میل ترکیبی کم ابتدا شسته می شوند. شوینده های رایج برای تبادل یونی عبارتند از اسیدهای قوی، بازهای قوی، نمک ها، محلول های مختلف بافر pH، محلول های آلی و غیره. شستشوی گرادیان یا شستشوی تک غلظتی را می توان انتخاب کرد.

6. بازسازی رزین.

از آنجایی که اثر تبادل یونی برگشت پذیر است، به طوری که رزین تبادل یونی استفاده شده به طور کلی با غلظت مناسب اسید معدنی یا قلیایی شسته می شود، می توان آن را به حالت اولیه بازگرداند و مجددا استفاده کرد، این فرآیند را بازسازی می نامند. رزین تبادل کاتیونی را می توان با اسید هیدروکلریک رقیق، اسید سولفوریک رقیق و محلول های دیگر شستشو داد. رزین تبادل آنیونی را می توان با هیدروکسید سدیم و سایر محلول های احیا کننده تصفیه کرد.

electropumps.ir/hardening-resin