TWC 4.04 – راتنجات التبادل الأيوني

الرجاء إنشاء حساب ل دورة قبل البدء بالدرس

راتنجات التبادل الأيوني

 

صورة مقربة لراتنج تبادل أيوني مُستخدم في خرطوشة مرشح

الحد من عسر الماء

 

يجب أن تكون الشحنة الخالصة للماء دائمًا محايدة. ولهذا، فإذا أزيلت منه أيونات الكالسيوم موجبة الشحنة، سيحدث أحد أمرين: إما زوال كمية مكافئة من الأيونات سالبة الشحنة (مثل البيكربونات)، أو استبدال أيونات الكالسيوم بأيونات أخرى موجبة الشحنة (مثل الصوديوم). وتعمل راتنجات التبادل الأيوني عن طريق إزالة الأيونات غير المرغوب فيها، واستبدالها بأيونات أخرى تحمل نفس الشحنة لكنها لا تسبب عسر الماء. وعادة ما تُستبدل أيونات الكالسيوم بالصوديوم.

راتنجات التبادل الأيوني

 

يكون مرشح المياه النموذجي عبارة عن عمود طويل مليء بخرزات من راتينج البوليمر، حيث يوفر سطح هذه الخرزات الصغيرة مساحة كبيرة للتلامس مع الماء أثناء تدفقه خلالها. أما مرشح تبادل الكالسيوم، فيتكون الراتينج الموجود فيه من بوليمر يربط الأيونات موجبة الشحنة. وقد صُمم الراتينج للارتباط بالكالسيوم والماغنيسيوم بشكل أقوى من الصوديوم. وفي البداية، يكون الراتينج مشبعًا بأيونات الصوديوم، مما يتيح تبادل أيونات الصوديوم الموجودة على سطح كل خرزة.

وعندما يتدفق الماء العسر خلال الراتنج، ترتبط أيونات الكالسيوم والماغنيسيوم بالبوليمر، مما يؤدي إلى نزوح الصوديوم إلى الماء. وبالتالي، فإن الماء المتدفق من المرشح يكون أكثر يسرًا، لكنه يحتوي على نسبة أكبر من الصوديوم.

 

 

يوضح الشكل أعلاه مسار الماء العسرخلال تعرضه لراتنجات التبادل الأيوني

على اليسار: يتدفق الماء العسر إلى الداخل

في المنتصف: يتم تبادل أيونات الكالسيوم والماغنيسيوم مع أيونات الصوديوم على سطح الراتنجات

على اليمين: يتدفق الماء اليسر عند إضافة أيونات الصوديوم نحو الخارج

 

العودة إلى: دورة كيمياء المياه > Taking Action - Using Filters and Water Softeners

You have Successfully Subscribed!