adsorbție prin schimb ionic
Soluție Adsorbtia-electrolit este de mare importanță în natura înconjurătoare. Se adsorbția ionilor determină fertilitatea solului sa, și, prin urmare - și viața pe Pământ.
Când adsorbția ionului se observă adesea așa-numitul adsorbție schimb. Acesta constă în aceea că adsorbantul solid absoarbe soluția de electrolit de cationi sau anioni, care alocă simultan o soluție a unei cantități echivalente de alți cationi sau anioni.
Absorbanții sunt capabile de schimb ionic, numite schimbători de ioni sau schimbători de ioni. schimbători de ioni cationi schimbul cu soluție - cation și anion schimb - anion.
schimbători de ioni amfoteri sunt capabili să facă schimb de ambele cationi și anioni. Ar schimbători de cationi includ aluminosilicați (zeoliți permutity), silicagel, celuloză, etc.
Un exemplu de schimbătoare de anioni poate servi ca hidroxizi de aluminiu și fier. schimbători de ioni amfoteri capabile să facă schimb de cationi și anioni. Aceste materiale sintetice având o compoziție de tip H + SO3 - - R sau R - N + (CH3) 3 OH -. unde R - pe baza de polimer organic.
Rășini schimbătoare de ioni - insolubil moleculară mare compus în apă, capabil să se umfle în timp ce absoarbe o cantitate semnificativă de apă. Atunci când se produce umflarea de disociere a grupărilor polare de suprafață în stratul de suprafață și schimbătorul de ioni este format DES.
Ionii DES doar schimbate pentru alți ioni care au o capacitate mare de adsorbție.
proces de schimb ionic este reversibil, iar direcția sa depinde de concentrația ionilor termoechangabile. BP Nicholas și EN Gapon (**) pentru a descrie modelele de schimb ionic (1939) a propus ecuația:
Adsorbția de schimb ionic pe schimbători de ioni sintetici adesea folosite pentru demineralizarea apei în termocentrale. Destul de răspândită, și se găsește în tehnologii alimentare. Astfel, în industria produselor lactate din lapte tratament de schimb ionic este utilizat pentru produse alimentare pentru copii, lapte praf ușor solubilă de înaltă calitate și un lapte condensat bun (fără calciu exces tipic „grittiness“ și „ceata“). Posibilitatea de a utiliza schimbători de ioni pentru îndepărtarea elementelor radioactive din ionii de lapte și metale grele.
Anionit sucurile de fructe de prelucrare permite de a le elimina din acizi care au un gust neplăcut, cum ar fi acidul malic, și să le înlocuiască cu altele. La producerea lizinei cu pas de recuperare microbiologică este o formă cationică a soluției de medicament. Ea se bazează pe o adsorbție de schimb ionic:
Schimbul de adsorbție este de mare importanță pentru agricultură, din cauza naturii solului absorbit cationi depinde de fertilitatea. De exemplu, solul este capabil să absoarbă și să rețină cationii K + și NH4 +. conținut în îngrășăminte și necesare pentru nutriția plantelor. În locul acestor cationi sol alocă cantități echivalente de alți cationi, cum ar fi Ca2 + și Mg 2+ Anionii, cum ar fi C1 -. NO3 -. SO4 2-. aproape nu absorbită de sol. Natura ionilor absorbite într-o mare măsură, depinde de proprietățile fizice și agronomice ale solului.
schimbători de ioni sunt larg utilizate în prepararea într-un mediu de producție de apă demineralizată, adică. E. Apa care nu conține săruri dizolvate (elimina astfel duritatea apei). dedurizare a trecut succesiv prin cationi și anioni de filtrare. Cation cuprinde interschimbabil H + (schimbător de forma H cation) anion - OH - (OH - schimbător de anioni sub formă).
Să considerăm, de exemplu, îndepărtarea apei de clorură de sodiu. Cation care interacționează cu clorură de sodiu, schimburi de ioni de sodiu pentru ioni de hidrogen care intră în soluție:
RH (t) + NaCl (p) Þ RNA-ul (t) + HK1 (p)
Apoi, apa tratată cu schimbătorul de anioni în forma OH -, în care clorura absorbită - ion:
R'OH (t) + HK1 (p) Þ R'Cl (t) + H2O
în care rășinile RH și R'OH sunt capabile de a face schimb de cationi sau anioni, respectiv.
După utilizarea schimbătorilor de ioni pot fi regenerate prin tratarea cu acid sulfuric sau clorhidric (cation) sau soluții de hidroxid de sodiu sau bicarbonat de sodiu (schimbător de anioni).
De o mare importanță sunt schimbătoare de ioni în protecția mediului. De exemplu, în apele uzate din multe industrii conțin ioni de metale grele, care sunt dăunătoare pentru organismele vii. Deoarece concentrația de metale grele din apele uzate este foarte mică, utilizarea de tehnici de purificare convenționale (de exemplu, depunere) este ineficient și costisitor. Apele uzate este trecut printr-un pat al schimbătorului de cationi, schimbătorul de cationi poate fi utilizat, nu este capabil de a face schimb de ioni de hidrogen, dar, de exemplu, ionii de sodiu. ionii de metale grele prin ionii de sodiu sunt absorbite de schimb de schimbătorul de cationi, de la care acestea pot fi îndepărtate și utilizate în continuare în economia națională.