Ioninvaihdin

Ioninvaihtimet ovat makromolekyylejä liukenemattomia ( hartsi ), jossa on ionisoituvia ryhmiä, joilla on ominaisuus palautuvasti vaihtaa joidenkin ionien kanssa kosketuksissa muiden ionien liuoksesta.

Periaate

Periaate ionin vaihto järjestelmien koostuu vaihtamalla keskeinen kationi kompleksin muodostamiseksi toisen, jonka stabiilisuus riippuu käyttöolosuhteista (pitoisuus, järjestysluku on elementin ).

Luonnollisia ioninvaihtimia (kuten luonnollista zeoliittia) on olemassa, mutta käytetyt ioninvaihtohartsit (mukaan lukien zeoliitit ) ovat usein synteettisiä  : polymeeri modifioidaan siten, että sen ketjuissa on ioniryhmiä .
Jos hartsi on kationinvaihtoa , polymeeri houkuttelee positiivisia ioneja positiivisesti varautuneiden ryhmien läsnäololla, mutta sillä on voimakkaampi elektronegatiivisuuspotentiaali kuin vedessä olevalla yhdisteellä.

On myös elektrolyyttisiä ioninvaihtoprosesseja, joissa käytetään enemmän tai vähemmän hienoja puoliläpäiseviä kalvoja . Tällaisia ​​kalvoja käytetään esimerkiksi kloori-alkaliprosessissa , polttokennoissa ja redoksivanadiiniparistoissa .

käyttää

Ioninvaihtimia käytetään:

• yleensä liuoksen konsentraation ja ionikoostumuksen muuttamiseksi, ja erityisesti:
• ja pehmenemistä ja demineralisoidaan vesi ,
• käsitellä raskasmetalleilla kuormitettua teollisuusvettä ennen purkamista,
• kemialliseen erottamiseen analyyttisiin tarkoituksiin,
• radioaktiivisten alkuaineiden erottamiseksi ( polystyreenirungolla olevien hartsien ja anionisten DUOLITE A 101-OH- ja / tai kationisten DUOLITE C 20-H + -hartsien kautta , vaikeutena on, että käsittely tekee siitä radioaktiivisen jätteen sen edessä - jopa käsiteltävä (hajottamaan nämä radioaktiivisiksi muuttuneet hartsit "orgaanisen matriisinsa" tuhoamiseksi radioaktiivisuuden keskittämiseksi sen rajoittamiseksi myöhemmin). Testit suoritettiin erilaisilla märkähapetusprosesseilla (ylikriittisissä olosuhteissa: 380-435 ° C, 22-29 MPa tai alikriittisissä olosuhteissa: 280-330 ° C, 10-15 MPa); nämä testit ovat osoittaneet, että lämpötila näissä tapauksissa on suurempi vaikutus hajoamiseen saannot kuin osapaine on hapen ja että kaikissa tapauksissa hajoamisen ensimmäinen liittyy liukenemisen vaiheen polymeerin ( "kanssa, jolloin muodostuu ja reaktion välituotteet hajoamisen alku " seuraa näiden välituotteiden hajoamisvaihe, joka johtaa tesls-komponentteihin etikkahappo , bentsoehappo , asetofenoni ja bentsaldehydi ), nopeudella, joka on hidas, mikä rajoittaa tämän tyyppisten polymeerien OVH : n tuottoa .

Ioninvaihtimien käyttö on perusta kromatografiselle menetelmälle, jonka metalli-ioneille on kehittänyt vuonna 1902 syntynyt amerikkalainen kemistti Franck Arold Spedding (1940). Hän käytti tätä menetelmää harvinaisen maametallin ja isotooppien erottamiseen . Hän sai typen isotoopin 15 ( 15 N) ja antoi prometiumin löytää .

Täydentää

François de Dardelin sivusto tarjoaa tärkeän joukon jäsenneltyjä ja tyhjentäviä tietoja ioninvaihtimista ja niiden sovelluksista:

http://dardel.info/IX/index_FR.html (ranskaksi, englanniksi, saksaksi ja espanjaksi).

François de Dardel on kansainvälinen asiantuntija teollisuuden ioninvaihtoprosesseissa kaikissa sovelluksissa.

Huomautuksia ja viitteitä

1. Dubois, MA (1994). Ioninvaihtohartsien hajoaminen märkähapetuksella subkriittisissä ja ylikriittisissä olosuhteissa (väitöskirja) [1]

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

• Vesi
• Ioni
• Vedenpuhdistus