Ionbytning

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 7. juni 2019; checks kræver 4 redigeringer .

Ionbytning  er en reversibel kemisk reaktion, hvor ioner udveksles mellem et fast stof ( ionbytter ) og en elektrolytopløsning . Ionbytning kan ske både i et homogent medium (en ægte opløsning af flere elektrolytter) og i et heterogent medium, hvor en af ​​elektrolytterne er fast (når elektrolytopløsningen kommer i kontakt med et bundfald, ionbytter osv.).

Kationbytning  er et særligt tilfælde af ionbytning, som i kemi forstås som en reversibel proces med støkiometrisk udveksling af ioner mellem to kontaktfaser.

Grundlæggende principper for ionbytning

Ionbytning er baseret på brugen af ​​ionbyttere - netværkspolymerer af varierende grad af tværbinding, gel mikro- eller makroporøs struktur, kovalent bundet til ionogene grupper . De udvekslede ioner kaldes modioner. Ionbyttere består af en fast ramme - en matrix og funktionelle grupper - faste ioner, som er stift fastgjort til matrixen og interagerer med modioner. Afhængigt af tegnet på ladningen af ​​modioner er ionbyttere opdelt i kationbyttere og anionbyttere. Hvis modionerne er positivt ladede, så er de kationer (for eksempel hydrogenioner H + eller metalioner), ionbytteren kaldes en kationbytter. Hvis modionerne er negativt ladede, det vil sige, at de er anioner (for eksempel hydroxidion-OH- eller syreresterne), kaldes ionbytteren en anionbytter.

Ionbytningskinetik

Kinetikken af ​​ionbytning bestemmer hastigheden af ​​ionbytningsreaktionen. Følgende faktorer påvirker ionbytningshastigheden:

Den samlede hastighed af ionbytterprocessen kan repræsenteres som et sæt af processer, der forekommer i opløsningen ( diffusion af modioner til kornet og fra ionbytterens korn) og i ionbytteren (diffusion af modioner fra overfladen til midten af ​​ionbytterens korn og i den modsatte retning; udskiftning af modioner af ionbytteren med modioner fra opløsningen) . Under forhold tæt på de virkelige forhold for vandrensning er den dominerende faktor, der bestemmer ionbytningshastigheden, diffusionen af ​​ioner inde i ionbytterens korn. Derfor afhænger ionbytningshastigheden primært af ionittens kornstørrelse og stiger med faldende kornstørrelse. Afhængigt af matrixens beskaffenhed skelnes uorganiske og organiske ionbyttere.

Derudover betyder ionbytning:

  1. Reaktioner og processer til separation, isolering og oprensning af stoffer udført ved hjælp af ionbyttermaterialer: ionbytterharpikser , zeolitter osv.
  2. Processerne med ionbytning mellem jord og vandet indeholdt i dem (vaskning af dem). formel 2RH + Ca2 +  R2 Ca + 2H

Se også