STRUKE:

izmjenjivač iona

ilustracija
IZMJENJIVAČ IONA, primjer djelovanja amfoternog izmjenjivača (uklanjanje soli iz vodene otopine i regeneracija izmjenjivača vodom)

izmjenjivač iona, u vodi netopljiva tvar, prirodna ili sintetska, koja ione iz vlastite strukture može zamjenjivati ionima iz otopine s kojom je u dodiru. Proces izmjene iona može se prikazati sljedećom ravnotežnom reakcijom:

IB + A  →  IA + B

u kojoj su A i B ioni u otopini, a IB i IA isti ioni vezani u čvrstoj fazi izmjenjivača. Proces je reverzibilan, pa se izmjenjivač nakon vezanja iona iz otopine može regenerirati u svoje početno stanje. Sposobnost izmjene iona ovisi o strukturi izmjenjivača. Najširu primjenu imaju danas sintetski izmjenjivači na bazi umjetnih smola. Njihov je kostur građen od polimernih lanaca ugljikovodika, koji sadrže različite funkcionalne skupine, a povezani su poprečnim vezama u trodimenzijsku mrežu. Izmjena iona temelji se na kemijskim svojstvima funkcionalnih skupina, pa se prema tomu razlikuju kationski i anionski izmjenjivači. Funkcionalne skupine kationskih izmjenjivača mogu biti jako kisele (–SO3H) ili slabo kisele (–COOH). Te skupine vežu katione iz otopine, a u otopinu otpuštaju vodikove ione (H+). Slično tomu, funkcionalne skupine anionskih izmjenjivača mogu biti jako bazične (–NR3)+ ili slabo bazične (–NRH). Te skupine vežu anione iz otopine, a u otopinu otpuštaju hidroksidne ione (OH). Ako se u kostur izmjenjivača ugrade i kisele i bazične funkcionalne skupine, dobiva se amfoterni (bipolarni) izmjenjivač iona. Specifični izmjenjivači imaju funkcionalnu skupinu koja sudjeluje u reakciji izmjene samo s jednom vrstom ili s malim brojem različitih vrsta iona. Među njih se ubrajaju kelatni izmjenjivači prikladni za izdvajanje određenih metalnih iona iz otopine. Izmjenjivači iona služe u laboratorijskom radu i u industrijskoj praksi (omekšavanje, demineralizacija i deionizacija vode, priprema tehnološke vode, obradba otpadnih voda, separacija metala, prehrambena i farmaceutska industrija i dr.).

Citiranje:
izmjenjivač iona. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2020. Pristupljeno 12. 7. 2020. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=28301>.