تبلیغات

لینک باکس تبلیغاتی

تبلیغات

تبلیغات

رزین های تبادل یونی (Ion Exchang Resin)

دسته بندی: سم شناسی،
1534 بازدید

رزین های تبادل یونی (Ion Exchang Resin)
ترجمه و گردآوری: فرزاد محمدزاده (کارشناس ارشد سم شناسی)
اولین بار یک شیمیدان آلمانی Gans از موادی بنام زئولیت (Aluminosilicate) برای بهبود کیفیت آب استفاده نمود. البته در حال حاضر از زئولیتهای سنتیک برای این کار استفاده می شود و جایگزین زئولیتهای طبیعی (GreenSand) شده اند. در دهه 1940 رزین های تعویض یونی که بر اساس کوپولیمیزاسیون استایرن و دی ونیل بنزن بود توسعه یافتند. این رزین ها از قدرت بالائی در ظرفیت تعویض یونها برخوردار بودند و همچنین پایدار و دوام خوبی داشتند.
دسته بندی و طبقه بندی رزین های تعویض یونی:
1- SAC یا رزین های کاتیونی اسیدی قوی (Strong Acid Cation)
2- WAC یا رزین های کاتیونی اسیدی ضعیف (Week AcidC Cation)
3- SBA یا رزین های آنیونی قلیایی قوی (Strong Base Anion)
3- WBA یا رزین های آنیونی قلیایی ضعیف (Week Base Anion)
این رزینها انواعی از پلیمرهای جامدی می باشند که دارای پیوند تقریبا سستی بوده و می توانند در اثر شکسته شدن این پیوندها آنیونها و کاتیونهای دیگری را با بار مشابه جایگزین نمایند. آنچه در انتخاب این رزینها مهم است این مساله می باشد که بتوان بطور همزمان با استفاده از آنها در کنار حذف سختی، حذف ذرات معلق و همچنین سیلیس و دیگر ترکیبات مزاحم را نیز داشت. لازم به ذکر است که عموما رزینهای تبادل یون کاتیونی دارای گروه اسیدی و رزینهای تبادل آنیونی دارای گروه آمینی می باشند که می تواند آمین نوع اول، دوم و یا سوم باشد.
رزینهای SAC دارای گروه سولفونیک اسید می باشد و مطابق واکنش زیر با کاتیونها واکنش داده و یون هیدروژن خود را آزاد می کند:
برای احیا نمودن این نوع از رزینها می توان از اسیدهای معدنی مانند اسید کلریدریک و اسید سولفوریک استفاده نمود. رزینهای WAC دارای گروه های کربوکسیل (COOH-) می باشند و طبق واکنش زیر عمل نموده و کاتیونها همراه با مقداری از قلیائیت را حذف می کنند:
بخاطر دو طرفه بودن این واکنش از واکنش معکوس می توان برای احیا رزین استفاده کرد، (مثلا اسید کلریدریک) رزینهای قلیایی قوی (SBA) به دو تیپ I و II تقسیم می شوند که تیپ II دارای مقاومت و پایداری خوبی می باشد. این رزینها تمام آنیونها را طبق واکنش زیر جذب می کنند و برای بازیابی و احیای آنها از محلول سود سوزآور می توان استفاده نمود:
در نوع WBA رزینها می توانند سولفوریک اسید، نیتریک اسید و کلریدریک اسید را براحتی جذب نمایند، طبق واکنش زیر و نحوه بازیابی آنها نیز همانند رزین SBA استفاده از محلول سود سوزآور می باشد. از کربنات سدیم و آمونیاک نیز می توان استفاده نمود:
ظرفیت رزین:
هر رزین به میزان مواضع فعال موجود خود می تواند آنیونها و کاتیونها را دریافت کرده و عمل تبادل یون را انجام دهد و در حقیقت دارای یک ظرفیت می باشد که این میزان در رزینهای متداول که بر پایه تر کیباتی همچون اوره فرمالدئید و یا پلی آمید می باشد در حدود 2-1 اکی والان بر لیتر می باشد. ظرفیت رزین، وابسته به میزان منافذ موجود در آنهاست به گونه ای که اگر تعداد شیارها و منافذ موجود در آنها و همچنین سطح تماس آنها بیشتر باشد دارای ظرفیت بالاتری خواهد بود به هر حال گستره فعالیت یک رزین تا حد پوشیده شدن کلیه مواضع فعال آن است در چنین حالتی باید آن را احیا نموده و به حالت اولیه جهت جذب و تبادل مجدد یونها بازگرداند.
برای احیا رزین بعد از شستشو با محلول بازیابی کننده (محلول اسیدهای معدنی، محلول سود سوزآور، محلول کلرورسدیم 10-5%) برای خروج بهتر یونهای کلسیم و منیزیم می توان عمل شستشوی معکوس را جهت معلق نمودن آنها انجام داد، سپس جهت آبکشی می توان مقداری از آب تولید شده را که فاقد یون است از رزین عبور داد و با اندازه گیری میزان مواد خروجی (اعم از نمک یا اسید و یا سود سوزآور) به انتهای عمل آبکشی و احیا رزین پی برد.
ذکر این نکته ضروری است که مخازن رزین باید حتما از جنس پلی اتیلن و یا سایر مواد ضدخوردگی باشد.
محاسبه مقدار رزین مورد نیاز:
برای محاسبه مقدار رزین لازم جهت پر کردن ستونهای مربوطه می توان از رابطه زیر استفاده کرد:
Q : مقدار آب ورودی بر حسب متر مکعب در ساعت
T : مدت زمان سرویس بر حسب ساعت (مدت زمان استفاده از ستون)
I : غلظت یونهایی که باید حذف گردند (بر حسب معادل کربناتی)
C : ظرقیت رزین بر حسب معادل کربناتی
V : حجم رزین مورد نیاز بر حسب متر مکعب
در ایران به تعداد زیادی از رزینهای موسوم به رزین سدیمی استفاده می شود که برای بازیابی آنها از محلول کلرورسدیم 10-5% استفاده می شود، این نوع رزینها فقط کاتیونهای محلول در آب را جذب می کنند.

منابع اصلی:
1- اصول تصفیه آب و پسابهای صنعتی ، مولف: مهندس محمد ابراهیم علیا ، نشر طراح
2- BETA HANDBOOK OF INDUSTRIAL WATER CONDITIONING, NINTH EDITION 1991

محل بحث و تبادل نظر در مورد این مطلب: انجمن تلسمیک


حمایت از سایت

هدف از راه اندازی این سایت بالا بردن سطح آگاهی و اطلاعات علمی و عمومی و همچنین ارائه مطالب جامع و کامل در تمامی زمینه های علمی، پزشکی، نجوم و ... به شما عزیزان می باشد. از آنجایی که اداره و پایداری سایت ملزم به پرداخت هزینه می باشد بنابراین احتیاج به پشتیبانی و حمایت شما داریم. در صورت تمایل از "اینجا" به تلسمیک کمک کنید.
با تشکر فراوان - مدیریت پایگاه علمی فرهنگی تلسمیک

تبلیغات

تبلیغات

دیدن این مطالب نیز به شما توصیه می شود:

درباره این مطلب (0) نظر ارسال شده است. شما هم نظری ارسال کنید:
نام شما:
رايانامه*:
تارنما:
کد تاييد*:
ارسال نظر به صورت خصوصي - نظرات خصوصي نمايش داده نخواهند شد.

به چند نکته در ارسال نظر توجه کنيد:
لطفاً نظرات غير مرتبط با اين مطلب را اينجا ارسال نکنيد.
رايانامه شما منتشر نخواهد شد.
برای مشاهده تارنما نظردهنده روی نام کلیک کنید.
نظرات شما پس از تاييد مديريت نمايش داده خواهد شد.

تبلیغات