رزین های تعویض یونی 

تلگرام آرایشی بهداشتی تبلیغ کتاب شوینده ها

رزین های تعویض یونی

نویسنده:

ehsan hosnani
گردآوری، ترجمه و نگارش: احسان حُسنانی
کارشناس ارشد مهندسی شیمی ، دانش آموخته دانشگاه صنعتی اصفهان


چکیده: رزین های تعویض یونی یا تبادل یونی برای حذف کاتیون ها و آنیون ها از آب به منظور تصفیه آب استفاده می شوند.

شیمی رزین ها:

اکثر رزین های تعویض یونی که در تصفیه آب به کار می روند رزین های سنتزی هستند که با پلیمریزاسیون ترکیبات آلی حاصل شده اند. به عنوان مثال روش تهیه رزین های سولفونیک در اینجا شرح داده می شود:
برای ساختن رزین سولفونیک، «استیرن» را با «دی وینیل بنزن» مخلوط می کنند و به آن یک ماده پراکسید و یک عامل تفرق ساز (dispersing agent) می افزایند. آنگاه این مخلوط را به آب اضافه می کنند و با یک همزن آنقدر هم می زنند تا به صورت قطرات معلق به اندازه معین درآیند. با حرارت دادن پلیمریزاسیون شروع می شود و چون واکنش گرمازا است باید با یک ماده سردکننده دما را کنترل کرد. ذرات به تدریج ویسکوز شده و در نهایت به صورت ذرات یا دانه های کروی در می آیند. حرارت ادامه می یابد تا زمانی که پلیمریزاسیون کامل شود. دانه های حاصل شبکه پلی استرن را تشکیل می دهند. حال برای تهیه تعویض کننده کاتیونی باید دانه ها را با اسید سولفوریک ترکیب کرد تا گروه HSO3 به شبکه هیدروکربن متصل شود. به ازای هر دو گروه بنزن حدود هشت تا ده گروه HSO3 در شبکه وارد می شود. برای تهیه تعویض کننده آنیونی باید شبکه را با کلراید ستیل یا کلراید آمین ترکیب کرد. رزین های حاصل وقتی خشک شوند شکننده خواهند بود و زنجیرها خیلی نزدیک هم قرار می گیرند. به گونه ای که یونها نمی توانند به راحتی در دانه ها نفوذ کنند. اما وقتی در آب قرار بگیرند با جذب آب متورم می شوند و زنجیرها از هم فاصله می گیرند تا نفوذ یونها امکان پذیر شود. درجه متورم شدن به مقدار دی وینیل بنزن بستگی دارد.

انواع رزین های تعویض یونی:

الف) رزین های کاتیونی: رزین های کاتیونی بر حسب میزان تفکیک H+ (درجه اسیدی) به دو نوع قوی و ضعیف تقسیم بندی می شوند.

1- رزین تعویض یونی کاتیونی قوی:

رزین کاتیونی هیدروژنی قوی قادر به جایگزینی یونهای فلزی با یون هیدروژن هستند. بنابراین همه نمک های موجود در آب به اسیدهای مربوطه تبدیل می شوند.
R – H + Na+ → R – Na + H+
2R – H + Ca2+ → R2Ca + 2H+
برای احیاء این نوع رزین باید از یک اسید قوی چون HCL و H2SO4 استفاده کرد.
R2Ca + 2HCL → 2RH + CaCl2

2- رزین های تعویض یونی کاتیونی ضعیف:

در این رزین ها گروه فعال به جای سولفوریک، کربوکسیلیک است. این گروه ها مانند اسیدهای آلی ضعیف در محیط اسیدی یونیزه نمی شوند اما در محیط قلیایی یونیزه شده و یون متحرک خود را می تواند تعویض کند.
pH > 7 ⇒ 2R2H + Ca(HCO3)2 ⇆ (R3)2CO + 2CO2 + 2H2O
RcH + NaOH ⇆ RcNa + H2O
برای احیاء رزین های کاتیونی ضعیف از هر نوع اسیدی می توان استفاده کرد.
ب) رزین های آنیونی: رزین آنیونی را با ZOH نشان می دهیم.
1- آنیونی قوی: وقتی آب از روی رزین آنیونی قوی عبور کند بنیان اسیدها توسط این نوع رزین ها جذب شده و به جای آن یون هیدروکسیل آزاد می شود.
ZOH + Cl- → ZCl + OH-
2- آنیونی ضعیف: این رزین ها قادر به حذف اسیدهای ضعیف مثل کربنیک و سیلسلیک نیستند ولی اسیدهای معدنی قوی را حذف می کنند. آنیونی ضعیف عملاً جاذبند نه تعویض کننده.
RAOH + HCl → RAOH.HCl RAOH + Cl- → بدون واکنش


مطلب قبلی: تصفیه فاضلاب

مطلب بعدی: تصفیه آب

معادل انگلیسی اصطلاحات تخصصی این مطلب

1- همزن = Mixer
turbine type mixers = همزن های توربینی


تلفظ very large mixer ↓
2- رزین ها = Resins
3- سنتزی = Synthetic

تلفظ synthetic chemicals ↓
4- پلیمریزاسیون = Polymerization
degree of polymerization = درجه پلیمریزاسیون
5- تفرق = Scattering

مطلب فوق را در شبکه های اجتماعی زیر با دوستانتان به اشتراک بگذارید



اگر مطالعه این مطلب برایتان مفید بود، روی دکمه زیر کلیک کنید !