Jonbytare

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 7 juni 2019; kontroller kräver 4 redigeringar .

Jonbyte  är en reversibel kemisk reaktion där joner utbyts mellan ett fast ämne ( jonbytare ) och en elektrolytlösning . Jonbyte kan ske både i ett homogent medium (en sann lösning av flera elektrolyter) och i ett heterogent medium där en av elektrolyterna är fast (när elektrolytlösningen kommer i kontakt med en fällning, jonbytare etc.).

Katjonbyte  är ett specialfall av jonbyte, vilket i kemi förstås som en reversibel process av stökiometriskt utbyte av joner mellan två kontaktfaser.

Grundläggande principer för jonbyte

Jonbyte är baserat på användningen av jonbytare - nätverkspolymerer med olika grader av tvärbindning, gelmikro- eller makroporös struktur, kovalent bundna till jonogena grupper. De utbytta jonerna kallas motjoner. Jonbytare består av en fast ram - en matris och funktionella grupper - fasta joner, som är stelt fästa vid matrisen och interagerar med motjoner. Beroende på tecknet på laddningen av motjoner delas jonbytare in i katjonbytare och anjonbytare. Om motjonerna är positivt laddade, så är de katjoner (till exempel vätejoner H + eller metalljoner), jonbytaren kallas en katjonbytare. Om motjonerna är negativt laddade, det vill säga de är anjoner (till exempel hydroxidjonerna OH- eller syraresterna), kallas jonbytaren en anjonbytare.

Jonbyteskinetik

Kinetiken för jonbyte bestämmer hastigheten för jonbytesreaktionen. Följande faktorer påverkar jonbyteshastigheten:

Den totala hastigheten för jonbytesprocessen kan representeras som en uppsättning processer som sker i lösningen ( diffusion av motjoner till kornen och från kornen i jonbytaren) och i jonbytaren (diffusion av motjoner från ytan till mitten av jonbytarens korn och i motsatt riktning; utbyte av motjoner från jonbytaren mot motjoner från lösningen) . Under förhållanden nära de verkliga förhållandena för vattenrening är den dominerande faktorn som bestämmer jonbyteshastigheten diffusionen av joner inuti jonbytarens korn. Därför beror jonbyteshastigheten främst på jonitens kornstorlek och ökar med minskande kornstorlek. Beroende på matrisens natur särskiljs oorganiska och organiska jonbytare.

Dessutom betyder jonbyte:

  1. Reaktioner och processer för separation, isolering och rening av ämnen utförda med jonbytarmaterial: jonbytarhartser , zeoliter , etc.
  2. Processerna för jonbyte mellan jordar och vattnet som finns i dem (tvättar dem). formel 2RH + Ca2+ R2 Ca +  2H

Se även