رزین تبادل یونی کاتیونی

عملکرد رزین تصفیه آب

تصفیه آب با استفاده از رزین تصفیه آب ، شیمی فیزیکی آب را تغییر می دهد و قادر است مواد جامد، نمک ها و یون های محلول را حذف کند. دو نوع کلی از رزین های تبادل یونی برای تصفیه آب وجود دارد: رزین هایی که یون های مثبت را مبادله می کنند که رزین های کاتیونی نامیده می شوند و رزین هایی که یون های منفی را مبادله می کنند به نام رزین های آنیونی.

رزین کاتیونی - کاتیون یک یون با بار منفی است. کاتیون های رایج عبارتند از کلسیم، منیزیم، آهن و هیدروژن. یک رزین کاتیونی یون های مثبت را مبادله می کند.

رزین آنیون - آنیون یونی با بار مثبت است. آنیون های رایج عبارتند از کلر، سولفات و هیدروکسید. رزین آنیونی مانند حذف نیترات رزینی است که یون های منفی را مبادله می کند.

از نظر شیمیایی، هر دو نوع مشابه هستند و متعلق به گروهی از ترکیبات به نام پلیمر هستند که مولکول های بسیار بزرگی هستند که از ترکیب مولکول های زیادی از یک یا دو ترکیب در یک ساختار تکرار شونده تشکیل می شوند که زنجیره های طولانی تولید می کنند. از نظر فیزیکی، رزین سختی گیر به شکل دانه های بسیار کوچکی به نام دانه های رزین با قطر متوسط ​​تقریباً تشکیل می شوند. 0.5 میلی متر.

رزین آنیونی

رزین تبادل یونی آنیونی به رزین تبادل یونی اطلاق می شود که شامل گروه های اساسی در مولکول است. این محلول قلیایی است و می تواند آنیون ها را در محلول با یون های هیدروکسیل خود مبادله کند. می توان آن را به سه دسته قلیایی قوی، قلیایی ضعیف و مخلوط قلیایی قوی و ضعیف تقسیم کرد.برای تصفیه آب (از جمله نرم کردن آب سخت، آب دیگ بخار فشار قوی، آب دیونیزه، آب تزریقی، نمک زدایی آب دریا و غیره) حذف آنیون های مضر (مانند یون های سیانید، یون های تیوسیانات و غیره) در فاضلاب، استخراج مواد کمیاب عناصر و اسیدهای آمینه، جداسازی ویتامین C، اسید تارتاریک، اسید سیتریک و غیره می توان از رزین تبادل یونی نیز استفاده نمود.

انواع رزین آنیونی

رزین تبادل یونی آنیونی نوع پایه قوی: این نوع رزین عمدتاً حاوی گروه های واکنشی قوی مانند-N+(CH3)3 با گروه عاملی نمک آمونیوم چهار وجهی، به شکل هیدروکسید، -N+(CH3)3OH- به شکل هیدروکسید است. یون ها می توانند به سرعت برای تبادل آزاد شوند . رزین آنیونی از نوع پایه قوی می تواند همه آنیون ها را مبادله و حذف کند.این نوع رزین حاوی گروه‌های پایه قوی است، مانند گروه آمونیوم چهارتایی (همچنین به عنوان گروه آمین چهارم شناخته می‌شود) - NR3OH (R یک گروه هیدروکربنی است) که می‌تواندOH- را در آب تفکیک کند و بازی قوی از خود نشان دهد. گروه‌های دارای بار مثبت این رزین می‌توانند جذب و با آنیون‌های موجود در محلول ترکیب شوند و در نتیجه تبادل آنیون ایجاد شود.رزین آنیونی بسیار تجزیه پذیر است و در pH های مختلف به خوبی عمل می کند. با یک پایه قوی مانندNaOH بازسازی می شود.

رزین های تبادل آنیونی نوع پایه ضعیف: این رزین ها حاوی گروه های باز ضعیف هستند، مانند گروه های آمین اولیه (همچنین به عنوان گروه های آمین اولیه شناخته می شوند)- NH2، گروه های آمین ثانویه (گروه های آمین ثانویه) - NHR، یا گروه های آمین سوم (آمین سوم). گروه)-NR2، می توانند حاوی OH- به صورت تفکیک شده در آب باشند و ضعیف قلیایی هستند. در بیشتر موارد، این رزین کل مولکول های اسید دیگر را در محلول جذب می کند. فقط در شرایط خنثی یا اسیدی (مانند pH 1 تا 9) می تواند کار کند. می توان آن را باNa2CO3 و NH4OH بازسازی کرد.

جذب آنیون ها

ترتیب کلی جذب رادیکال های اسید معدنی توسط رزین های آنیونی قوی به شرح زیر است:

SO42->NO3->Cl->HCO3->OH-

ترتیب کلی جذب آنیون ها توسط رزین های آنیونی ضعیف به شرح زیر است:

OH-> سیترات 3-> SO42-> تارتارات 2-> اگزالات 2->PO43->NO2->Cl->استات->HCO3-