Ionenwisselingshars

Ionenwisselingshars, een van een grote verscheidenheid aan organische verbindingen die synthetisch gepolymeriseerd zijn en positief of negatief geladen plaatsen bevatten die een ion met tegengestelde lading uit een omringende oplossing kunnen aantrekken. De harsen bestaan gewoonlijk uit een styreen-divinylbenzeencopolymeer (stof met hoog moleculair gewicht), hoewel ook andere samenstellingen, zoals methacrylzuur–divinylbenzeen en fenol-formaldehydepolymeren, worden gebruikt. De elektrisch geladen groepen zijn meestal sulfonzuur – of carbonzuurzouten of quaternaire ammoniumzouten. Polymeren die zuurgroepen bevatten, worden ingedeeld als zuur-of kationenwisselaars omdat zij positief geladen ionen, zoals waterstofionen en metaalionen, uitwisselen; polymeren die ammoniumgroepen bevatten, worden beschouwd als basis-of anionenwisselaars omdat zij negatief geladen ionen, gewoonlijk hydroxide-ionen of halogenide-ionen, uitwisselen.

ion-exchange hars
ion-exchange hars

ion-exchange hars beads.

Adam Smith

figuur 1: chemische structuur van kationenwisselaar. De verwisselbare ionen zijn gemarkeerd met +. De hele structuur is doordrongen van oplosmiddelmoleculen, meestal water (niet getoond).
Lees meer over dit onderwerp
ionenuitwisselingsreactie: ionenuitwisselingsmaterialen
…in 1935, toen de eerste ionenuitwisselingsharsen werden ontdekt door de Engelse chemici Basil Albert Adams en Eric Leighton Holmes. Hars…

Ionenwisselingsharsen zijn lichte en poreuze vaste stoffen, gewoonlijk bereid in de vorm van korrels, parels of platen. Bij onderdompeling in oplossing absorberen de harsen de oplossing en zwellen op; de mate van zwelling is afhankelijk van de polymere structuur en de totale ionenconcentratie van de oplossing.

harsen met geschikte chemische samenstellingen en fysische eigenschappen kunnen naar believen worden gesynthetiseerd voor specifieke ionenuitwisselingstoepassingen; zij omvatten dus het grootste deel van de synthetische ionenuitwisselingsmaterialen die in het laboratorium en in de industrie worden gebruikt. In industriële en huishoudelijke toepassingen worden ionenwisselingsharsen gebruikt voor de verwijdering van calcium, magnesium, ijzer en mangaanzouten uit water (waterontharding), voor de zuivering van suiker en voor de concentratie van waardevolle elementen, zoals goud, zilver en uranium uit minerale ertsen. Bij de chemische analyse worden ionenuitwisselingsharsen gebruikt voor de scheiding of concentratie van ionische stoffen, en bij de chemische synthese zijn sommige ionenuitwisselingsharsen gebruikt als effectieve katalysatoren, met name bij verestering en hydrolysereacties.

twee verschillende soorten harsen worden gewoonlijk geclassificeerd als ionenuitwisselingsharsen, hoewel hun functies geen uitwisseling van ionen met zich meebrengen. Dit zijn de chelaatvormende harsen en de elektronenuitwisselende harsen. Chelaatharsen zijn styreen-divinylbenzeenpolymeren waaraan iminodiacetaatgroepen worden toegevoegd. Deze functionele groep vormt complexen met alle metaalelementen behalve de alkalimetalen, met stabiliteiten die variëren met de verschillende metalen; in de analytische chemie worden ze gebruikt voor de scheiding van sporen van metalen. Elektron-exchange harsen accepteren of doneren elektronen aan de omringende oplossing en worden gebruikt in oxidatie-reductie reacties; voorbeelden zijn polymeren bereid uit hydrochinon, fenol en formaldehyde.

krijg een Britannica Premium abonnement en krijg toegang tot exclusieve content. Subscribe Now

een groep mineralen met ionenuitwisselende eigenschappen is de zeolieten (Q. V.).

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.