QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG CHUYÊN ĐỀ QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI ION

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION
1.1 Định nghĩa
Trao đổi ion là một phản ứng hóa học thuận nghịch trong đó có ion (một
nguyên tử hay phân tử đã bị mất hoặc được một electron và do đó có được một
điện tích) từ dung dịch được trao đổi cho một ion tích điện tương tự như gắn liền
với một hạt rắn bất động. Những hạt trao đổi ion vững chắc hoặc là tự nhiên zeolit
vô cơ hoặc hữu cơ được sản xuất ra nhựa tổng hợp. Các loại nhựa tổng hợp hữu cơ
là loại chủ yếu được sử dụng ngày hôm nay vì đặc tính của chúng có thể được thiết
kế cho các ứng dụng cụ thểtrong đó không có sự thay đổi vĩnh viễn trong cấu trúc
của chất rắn.Việc trao đổi phải có một cấu trúc mạng mở, hoặc hữu cơ hoặc vô cơ,
có thể mang theo các ion và cho phép các ion đi qua nó.
Trao đổi ion được sử dụng trong điều trị và cũng cung cấp một phương
pháp tách trong nhiều quá trình. Nó có ích đặc biệt trong tổng hợp hóa học, nghiên
cứu y học, chế biến thực phẩm, khai khoáng, nông nghiệp và nhiều lĩnh vực khác.
Trao đổi ion là một chất không tan trong nước có thể trao đổi một số ion
của nó đối với các ion tích điện tương tự chứa trong một môi trường mà nó tiếp
xúc; định nghĩa này là tất cả các bao quát. Đề cập đến một "chất" hơn là một hợp
chất bao gồm nhiều trao đổi, một số trong số đó là sản phẩm tự nhiên mà không có
một thành phần được xác định rõ. Thuật ngữ "trung bình" thừa nhận rằng trao đổi
ion có thể xảy ra ở cả hai dung dịch dung dịch nước và nonaqueous, trong muối
nóng chảy, hoặc thậm chí tiếp xúc với hơi. Định nghĩa này không giới hạn các
chất rắn, vì một số dung môi hữu cơ là không thể trộn lộn với nước có thể tách các
ion từ dung dịch nước bằng một cơ chế trao đổi ion .
Định nghĩa cũng chỉ ra một cái gì đó về quá trình trao đổi ion. Về cơ bản nó bao
gồm sự tiếp xúc giữa các trao đổi và môi trường, trong đó việc trao đổi diễn ra.
Đây thường là một trao đổi ion rắn và một dung dịch nước. Thực tế là các ion
được trao đổi có nghĩa là trao đổi phải được ion hóa, nhưng chỉ một trong số các
ion trong trao đổi là hòa tan. Đó ion có thể trao đổi, trong khi người kia, là không
hòa tan, có thể không làm như vậy.
Các tiện ích của trao đổi ion thuộc về khả năng sử dụng và tái sử dụng các
vật liệu trao đổi ion. Ví dụ, trong làm mềm nước:
2RNa + + Ca 2+ ↔ R 2 Ca 2+ + 2na +
Trao đổi ion R ở dạng ion natri có thể trao đổi canxi và do đó, để loại bỏ
canxi từ nước cứng và thay thế nó bằng một số lượng tương đương với natri. Sau
đó, nhựa canxi có thể được điều chỉnh bằng dung dịch natri clorua, phục hồi nó trở
lại mẫu natri, do đó, nó đã sẵn sàng cho một chu kỳ. Các phản ứng tái sinh có thể
đảo ngược; trao đổi ion là không thay đổi vĩnh viễn. Hàng triệu lít nước có thể
3