دانه های رزین تبادل یونی

رزین سختی گیر

همان طور که می دانید رزین تبادل یونی با نام های دیگری همچون رزین تصفیه آب و رزین سختی گیر در میان مردم شناسایی شده اند. قابل به ذکر می باشد برخی عملیات می باشد که در این رزین ها با هم متفاوت می باشد و تفاوت کمی در کاربرد های آن ها وجود دارد. تبادل یونی یک تبادل برگشت پذیر از یک نوع یون موجود در یک جامد نامحلول با بارهای مشابه دیگر موجود در محلول اطراف جامد است که به طور خاص برای نرم کردن آب یا غیر معدنی کردن آب استفاده می شود، از مواد شیمیایی تصفیه و جداسازی مواد انجام می شود.

دانه های رزین تبادل یونی

ستون های رزین تبادل یونی که برای خالص سازی پروتئین استفاده می شوند

تبادل یونی به طور کلی فرآیند خالص سازی یک محلول آبی با استفاده از یک رزین پلیمری جامد تبادل یونی را توصیف می کند. به طور دقیق تر، این اصطلاح شامل فرآیندهای مختلفی است که در آن یون ها بین دو الکترولیت مبادله می شوند. علاوه بر استفاده از آن برای تصفیه آب آشامیدنی، این فناوری به طور گسترده ای برای تصفیه و جداسازی مواد شیمیایی مختلف صنعتی و دارویی مهم استفاده می شود. اگرچه این اصطلاح به طور کلی به کاربردهای رزین های مصنوعی (ساخت بشر) اشاره دارد، اما می تواند شامل بسیاری از مواد دیگر نیز باشد.

رزین سختی گیر معمولی رزین های تبادل یونی (پلیمرهای متخلخل یا ژل عامل دار)، زئولیت ها، مونت موریلونیت هستند. مبدل‌های یونی یا مبدل‌های کاتیونی هستند که یون‌های با بار مثبت (یون‌های مثبت) را مبادله می‌کنند یا مبدل‌های یونی که یون‌های با بار منفی (آنیون‌ها) را مبادله می‌کنند. همچنین مبدل های آمفوتریکی وجود دارد که قادر به تبادل عصاره و یون به طور همزمان هستند. با این حال، تبادل همزمان یون‌ها و آنیون‌های مثبت اغلب در بسترهای مخلوط، حاوی مخلوطی از رزین‌های تبادل یونی و مثبت یا عبور محلول از چندین ماده مختلف تبادل یونی انجام می‌شود.

مبدل‌های یونی ممکن است بسته به خواص فیزیکی و ترکیب شیمیایی مبدل یونی و یون، ترجیحات اتصالی برای یون‌ها یا کلاس‌های خاصی از یون‌ها داشته باشند. ممکن است به اندازه، بار یا ساختار یون ها بستگی داشته باشد. نمونه های رایج یون هایی که می توانند به مبدل های یونی متصل شوند:

یون های تک اتمی (یعنی تک ظرفیتی) با بار منفرد مانند Na +، K + و Cl-.

یون های تک اتمی دو ظرفیتی (یعنی دو ظرفیتی) مانند Ca2+ و Mg2+.

یون های معدنی چند اتمی مانند SO 4 2- و PO 4 3- .

پایه آلی، معمولاً یک مولکول حاوی گروه عاملی آمین -NR 2 H +.

کاربرد های رزین تبادل یونی

تبادل یون به طور گسترده ای در صنایع غذایی و آشامیدنی، هیدرومتالورژی، تکمیل فلزات، مواد شیمیایی، پتروشیمی، فناوری دارویی، تولید شکر و شیرین کننده، تصفیه آب آشامیدنی و زمینی، هسته ای، نرم کننده، تصفیه آب صنعتی، نیمه هادی ها، قدرت، پوشش داده می شود.

یک مثال معمولی از کاربرد، تهیه آب با خلوص بالا برای مهندسی برق، صنایع الکترونیک و هسته ای است. یعنی مبدل های یونی نامحلول پلیمری یا معدنی به طور گسترده برای نرم کردن آب، تصفیه آب و غیره استفاده می شود.

تبادل یونی روشی است که به طور گسترده در فیلترهای خانگی برای تولید آب تصفیه شده به نفع مواد شوینده لباسشویی، صابون ها و آبگرمکن ها استفاده می شود. این امر با مبادله کاتالیزورهای دو ظرفیتی (مانند کلسیم Ca 2 + و منیزیم Mg 2 + ) با کاتیونهای تک ظرفیتی بسیار محلول (مانند Na + یا H +) انجام می شود. یکی دیگر از کاربردهای تبادل یونی در تصفیه آب خانگی، حذف نیترات و مواد آلی طبیعی است.

کروماتوگرافی تبادل یونی صنعتی و تحلیلی از دیگر زمینه هایی است که باید به آن اشاره کرد. کروماتوگرافی تبادل یونی یک روش کروماتوگرافی است که به طور گسترده برای تجزیه و تحلیل شیمیایی و جداسازی یون ها استفاده می شود. به عنوان مثال، در بیوشیمی به طور گسترده ای برای جداسازی مولکول های باردار مانند پروتئین ها استفاده می شود. یکی از زمینه های مهم کاربرد، استخراج و خالص سازی مواد بیولوژیکی تولید شده مانند پروتئین ها (اسیدهای آمینه) و DNA/RNA است.

کاتالیزور

رزین های تبادل یونی در سنتز آلی به عنوان مثال برای استری و هیدرولیز استفاده می شوند. از آنجایی که سطح بالایی دارند و نامحلول هستند، برای واکنش های فاز بخار و فاز مایع مناسب هستند. نمونه‌هایی را می‌توان یافت که در آن از رزین‌های تبادل یونی اصلی OH--form برای خنثی کردن نمک‌های آمونیوم وتبدیل هالیدهای آمونیوم چهارتایی به هیدروکسید استفاده می‌شود. رزین های تبادل یونی اسیدی (H +-form) به عنوان کاتالیزور اسید جامد برای برش گروه های محافظ اتر استفاده شده است.

تصفیه آبمیوه

رزین های تبادل یونی در ساخت آب میوه هایی مانند آب پرتقال و زغال اخته استفاده می شود، جایی که از آنها برای حذف اجزای تلخ مزه و بهبود طعم استفاده می شود. این اجازه می دهد تا از منابع میوه تند یا بد طعم برای تولید آب میوه استفاده شود.

رزین های تبادل یونی در ساخت قند از منابع مختلف استفاده می شوند. از آنها برای کمک به تبدیل یک نوع شکر به نوع دیگر و رنگ زدایی و تصفیه شربت شکر استفاده می شود.

داروها

رزین های تبادل یونی در ساخت داروها نه تنها برای کاتالیز کردن واکنش های خاص، بلکه برای جداسازی و خالص سازی مواد فعال دارویی نیز استفاده می شوند. سه رزین تبادل یونی، سدیم پلی استایرن سولفونات، کلستیپول و کلستارامین به عنوان مواد فعال استفاده می شود. پلی استایرن سولفونات سدیم یک رزین تبادل یونی بسیار اسیدی است و برای درمان هیپرکالمی استفاده می شود. Colstipol یک رزین تبادل یونی ضعیف است و برای درمان هیپرکلسترولمی استفاده می شود. کلستیرامین یک رزین اصلی تبادل یونی قوی است و همچنین برای درمان هیپرکلسترولمی استفاده می شود. کلستیپول و کلستیرامین به عنوان ترتیب دهنده اسیدهای صفراوی شناخته می شوند.

رزین های تبادل یونی نیز به عنوان مواد کمکی در فرمولاسیون های دارویی مانند قرص ها، کپسول ها استفاده می شوند. در میان این موارد، رزین‌های تبادل یونی می‌توانند عملکردهای مختلفی از جمله پوشاندن طعم، انتشار طولانی‌مدت، انحلال قرص، افزایش فراهمی زیستی و بهبود پایداری شیمیایی مواد فعال داشته باشند.