Ionska izmjena: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
Broj spašenih izvora: 0; broj poveznica koje su označene kao mrtve: 1) #IABot (v2.0.8 |
m RpA: WP:NI, WP:HRV |
||
Redak 4:
[[Datoteka:Orange resin.JPG|mini|desno|300px|[[Ionska smola]] se nabavlja u obliku zrnaca [[promjer]]a od 0,1 do 1 [[metar|mm]].]]
'''Ionska izmjena''' je postupak koji uključuje upotrebu ionskih izmjenjivača koji mogu vezati [[ion]]e iz [[otopina|otopine]], a otpuštati jednaku (ekvivalentnu) količinu vlastitih iona. Ionski izmjenjivači su uglavnom [[polimer|visokopolimerni]] [[Kemijski spojevi|spojevi]] (postoje i [[minerali|mineralni]]) koji imaju svojstvo da vežu ione iz otopine, a pri tome oslobađaju jednaku količinu [[Električni naboj|istoimeno nabijenih]] iona. Ion [[Ionska smola|ionske smole]] sadrži različite kopolimere čvrsto vezane u trodimenzionalanu strukturu na koju su pričvršćene ionske skupine. Ovisno o strukturi imamo [[kation]]ske i [[anion]]ske izmjenjivače. Upotrebljavaju se za [[Pročišćavanje vode|prečišćavanje]] različitih otopina, [[lijek]]ova, [[Omekšavanje vode |omekšavanje]] ili demineraliziranje vode i drugo.
Ionska izmjena je postupak pri kojem se koristi sposobnost određenih tvari da ione iz vlastite molekule zamijene za ione iz kapljevine. Ionski izmjenjivači su netopive visokomolekularne tvari (ionske smole), s pozitivnim ili negativnim nabojem, koje ione izmjenjuju bez vidljivih fizičkih promjena. Prema kemijskom sastavu ionski izmjenjivači mogu biti anorganski ili organski, te prirodni ili sintetski. S obzirom na ulogu dijele se na kationske ili anionske ionske izmjenjivače. Vanjski oblik ionske smole je različit, pa mogu biti u obliku cijevi, kuglica, vlakana ili membrane. Različiti zahtjevi [[Pročišćavanje vode|pročišćavanja otpadne vode]] primjenom ionske izmjene pri uklanjanju neželjenih iona iz vode mogu se postići primjenom samo jedne vrste ionske smole ili kombinacijom više njih.
Redak 11:
== Vrste ionske izmjene ==
[[Minerali]] otopljeni u vodi sastoje se iz električki nabijenih čestica – [[ion]]a. Tako npr., [[kalcijev karbonat]] sastoji se od pozitivno nabijenoga iona ([[kation]]a) [[kalcij]]a i negativno nabijenoga iona ([[anion]]a) bikarbonata. Neki prirodni i sintetički [[materijal]]i imaju svojstvo uklanjanja iona minerala iz vode, te njihove zamjene s drugim ionima. Postoje dvije vrste tzv. ionskih masa koje se zbog svojega svojstva koriste u sustavima za obradu napojne vode: kationske i anionske.
=== Kationske mase za ionske izmjenjivače ===
Redak 24:
Pronalazak ionske izmjene došao je kao i mnogi drugi pronalasci slučajno. 1850. [[Engleska|engleski]] inženjeri Way i Thompson objavili su rad o ionskoj izmjeni kod prirodnih zeolita ([[Silikati|alumosilikati]] hidrotermalnog porijekla). Početak rada bio je ispitivanje vezanja i odstranjivanja [[amonijak]]a kao [[Gnojivo|gnojiva]] u [[tlo|zemlji]]. Ispirući vodom zemlju natopljenu amonijevim sulfatom, tada jedinim umjetnim [[dušik|dušičnim]] gnojivom, utvrdili su da se je umjesto amonijevog sulfata pojavio [[kalcij]]ev sulfat. Tada je nenadano ustanovljeno, da se je amonijak vezao na zemlju, a pojavio kalcij iz zemlje. Daljnjim pokusima ispitan je afinitet vezanja [[kation]]a. Postoji određeni redoslijed izmjene po kojem se kationi izmjenjuju:
::[[natrij|N]] > [[Magnezij|Mg]] > [[Kalcij|Ca]] > [[Kalij|K]] > [[Natrij|Na]]
Tu izmjenu nazvali su ionskom izmjenom i protumačili je kao povratnu izmjenu iona između krute tvari i otopine.
Nakon toga čitav niz [[znanstvenik]]a počeo je ispitivati ionsku izmjenu. Tek 1906. došlo je do pojave prvih sintetičkih zeolita nazvanih ''permutiti''. Međutim permutiti imaju neka loša svojstva kao npr. mala količinska sposobnost izmjene (kapacitet), osjetljivi su prema [[Ugljična kiselina|ugljičnoj kiselini]] i mehaničkim nečistoćama, otpuštali su djelomično kremičnu kiselinu itd.
Redak 34:
Možemo reći da se danas služimo isključivo ionskim izmjenjivačima na bazi sintetskih masa. Sinteza izmjenjivača ide na dva načina:
* kondenzati koji se dobivaju iz fenola i formaldehida. Kondenzacione mase su nepravilnog oblika [[promjer]]a 0,3 — 1,5 mm, imaju manji kapacitet izmjene, manju površinu, teže propuštaju vodu, manje su mehanički otporne;
* polimerizati na bazi stirena, akrila i slično, uz dodatak divinu [[benzen]]a. Polimerizirane mase su [[kugla
== Primjena ==
[[Voda]] koju smo dobili nakon jako kisele izmjene provođenjem kroz anionski izmjenjivač zove se demineralizirana ili deionizirana voda, jer ne sadrži nikakve [[ion]]e, a prisutnu ugljičnu kiselinu prije ulaza u anionski izmjenjivač otplinemo, da ne opterećujemo izmjenjivač. Nakon zasićenja anionski izmjenjivač se obično regenerira
Demineralizirana voda se upotrebljava danas umjesto znatno skuplje i po kvaliteti lošije [[Destilirana voda|destilirane vode]]. [[Kemijska industrija]], industrija [[lijek]]ova, industrija jakih [[Alkoholno piće|alkoholnih pića]] ne mogu se zamisliti danas bez upotrebe demineralizirane vode. Nadalje služi takva voda kao [[napojna voda]] za pogon [[kotao|parnih kotlova]] najvišeg radnog [[tlak]]a. U kemijskom laboratoriju se upotrebljava kao analitički čista voda, a u [[prehrana|prehrambenoj]] industriji za pranje finog [[maslac]]a, ispiranje ambalaže i slično.
Redak 43:
Osim u [[obrada vode|obradi vode]], ionski izmjenjivači služe danas u prehrambenoj industriji izravno u tehnološkom procesu. Kod prerade kiselog [[vino|vina]] i jako kiselih [[Voćni sok|voćnih sokova]] odstranjuje se suvišna [[kiseline|kiselina]] pomoću ionskih izmjenjivača. U industriji [[margarin]]a i [[ulja]] odstranjuju se tragovi teških metala ([[nikal]], [[željezo]], [[Bakar (element)|bakar]]).
U [[Mlijeko|mljekarskoj]] industriji imaju ionski izmjenjivači dosta široku primjenu. Mljekarska industrija troši velike količine razne tehnološke vode, pa se moramo za dobivanje kvalitetno odgovarajuće vode poslužiti ionskim izmjenjivačima. Ali osim te upotrebe ionski izmjenjivači služe u mljekarstvu i u druge svrhe. Kod dobivanja
== Izvori ==
| |||