Ioninvaihtohartsi

Ioninvaihtohartsi, joka on mitä tahansa monenlaista synteettisesti polymeroitua orgaanista yhdistettä ja joka sisältää positiivisesti tai negatiivisesti varautuneita kohtia, jotka voivat houkutella vastakkaisen varauksen omaavaa Ionia ympäröivästä liuoksesta. Hartsit koostuvat yleensä styreeni-divinyylibentseenikopolymeeristä (suurimolekyylinen aine), joskin myös muita koostumuksia, kuten metakryylihappo–divinyylibentseeni ja fenoli-formaldehydipolymeerit, käytetään. Sähköisesti varautuneet ryhmät ovat yleisesti sulfoni-tai karboksyylihapposuoloja tai kvaternaarisia ammoniumsuoloja. Happoryhmiä sisältävät polymeerit luokitellaan happo-eli kationinvaihtimiksi, koska ne vaihtavat positiivisesti varautuneita ioneja, kuten vetyioneja ja metalli-ioneja; ammoniumryhmiä sisältäviä pidetään emäksisinä eli anioninvaihtimina, koska ne vaihtavat negatiivisesti varautuneita ioneja, yleensä hydroksidi-ioneja tai halidi-ioneja.

ioninvaihtohartsi
ioninvaihtohartsi

Ioninvaihtohartsihelmet.

Adam Smith

Kuva 1: Kationinvaihtimen kemiallinen rakenne. Vaihdettavat ionit merkitään +. Koko rakenne läpäisee liuotinmolekyylejä, yleensä vettä (ei näy).
lue aiheesta lisää
ioninvaihtoreaktio: Ioninvaihtomateriaalit
…vuonna 1935, jolloin englantilaiset kemistit Basil Albert Adams ja Eric Leighton Holmes löysivät ensimmäiset ioninvaihtohartsit. Hartsi…

ioninvaihtohartsit ovat kevyitä ja huokoisia kiinteitä aineita, jotka valmistetaan yleensä rakeina, helminä tai levyinä. Kun hartsit upotetaan liuokseen, ne imevät liuoksen itseensä ja turpoavat; turpoamisaste riippuu polymeerirakenteesta ja liuoksen kokonaisionipitoisuudesta.

hartseja, joilla on sopivat kemialliset koostumukset ja fysikaaliset ominaisuudet, voidaan syntetisoida tarpeen mukaan tietyissä ioninvaihtosovelluksissa; näin ollen ne muodostavat suurimman osan laboratoriossa ja teollisuudessa käytetyistä synteettisistä ioninvaihtomateriaaleista. Teollisissa ja kotitalouksissa ioninvaihtohartseja käytetään kalsiumin, magnesiumin, raudan ja mangaanin suolojen poistamiseen vedestä (veden pehmentäminen), sokerin puhdistamiseen ja arvokkaiden alkuaineiden, kuten kullan, hopean ja uraanin, väkevöimiseen mineraalimalmeista. Kemiallisessa analyysissä ioninvaihtohartseja käytetään ioniaineiden erottamiseen tai konsentrointiin, ja kemiallisessa synteesissä eräitä ioninvaihtohartseja on käytetty tehokkaina katalyytteinä erityisesti esteröinti-ja hydrolyysireaktioissa.

kaksi erillistä hartsityyppiä luokitellaan yleisesti ioninvaihtohartseiksi, vaikka niiden toimintaan ei liity ionien vaihtoa. Näitä ovat kelatoivat hartsit ja elektroninvaihtohartsit. Kelatoivat hartsit ovat styreeni-divinyylibentseenipolymeerejä, joihin on lisätty iminodiasetaattiryhmiä. Tämä funktionaalinen ryhmä muodostaa komplekseja kaikkien metallisten alkuaineiden paitsi alkalimetallien kanssa, joiden stabiilisuus vaihtelee eri metallien kanssa; analyyttisessä kemiassa niitä käytetään metallien hivenainemäärien erottamiseen. Elektroninvaihtohartsit ottavat tai luovuttavat elektroneja ympäröivään liuokseen ja niitä käytetään hapetus-pelkistysreaktioissa; esimerkkejä ovat hydrokinonista, fenolista ja formaldehydistä valmistetut polymeerit.

Hanki Britannica Premium-tilaus ja päästä käsiksi yksinoikeudella esitettävään sisältöön. Tilaa nyt

ryhmä mineraaleja, joilla on ioninvaihtoominaisuuksia, ovat zeoliittit (Q. v.).

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.