رزین کاتیونی برای حذف و جداسازی یون های نامطلوب از سیالات مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده به صورت دانه های پلاستیکی متخلخل و کوچک می باشد، که با یک بار ثابت شارژ شده اند. رزین های کاتیونی برای تصفیه آب و فاضلاب، خالص سازی داروها، تکنیک های کروماتوگرافی و موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد رزین کاتیونی به این صورت است، که با آزاد کردن برخی از یون ها، یون های با بار مخالف را جذب و به دام می اندازد. به این فرآیند تبادیل یونی گفته می شود. رزین های تبادل یونی انواع مختلفی شامل رزین کاتیونی، آنیونی و میکس بد دارند. رزین های کاتیونی قادر به جذب یون های با بار مثبت به سمت خود هستند. در این مقاله به بررسی انواع رزین های کاتیونی می پردازیم.
رزین های کاتیونی و انواع آن ها
همان طور که گفتیم رزین تبادل یونی به دو دسته رزین کاتیونی و آنیونی تقسیم می شود و هر کدام دارای دو نوع ضعیف و قوی هستند. در این قسمت به بررسی انواع رزین های کاتیونی می پردازیم:
رزین کاتیونی اسید قوی (Strong acidic cation)
رزین کاتیونی قوی جهت کاهش سختی آب و حذف یون های کلسیم و منیزیم مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع رزین بر پایه پلی استایران است و به همراه گروه سولفونیک اسید به عنوان گروه عاملی می باشد. رزین کاتیونی در دو فرم سدیمی با فرمول شیمیایی R-SO^3Na و فرم هیدروژنی با فرمول R-SO^3H تولید می شود. ظرفیت تبادل یونی این نوع رزین به ph وابسته نیست و با تمامی کاتیون ها تبادل یونی دارد. رزین کاتیونی سدیمی پرمصرف ترین رزین برای تصفیه آب و فاضلاب می باشد. رزین کاتیونی قادر است کاتیون های سخت آب و یون های فلزی را با سدیم تعویض کند. این نوع رزین عملکردی مانند اسیدهای قوی دارد. فرمول شیمیایی فرآیند تبادل یونی در رزین کاتیونی اسید قوی به صورت زیر می باشد:
Ca(HCO3)2 OR MgSO4 + 2ZSO3H —–> Ca2++2H2CO3 OR Mg2+ + H2SO4
رزین کاتیونی قوی را می توان در دو فرم هیدروژنی با استفاده از یک اسید قوی مانند HCL یا فرم سدیمی با استفاده از محلول سدیم کلرید (NaCl) احیا و بازیابی کرد.
رزین کاتیونی اسید ضعیف (Weak acidic cation)
رزین کاتیونی ضعیف می تواند کاتیون های مربوط به قلیاییت را از آب حذف کند، ولی تمامی کاتیون های موجود در محلول را جذب نمی کند. این نوع رزین بر پایه اکریلیک به همراه گروه عاملی کربوکسیلیک اسید می باشد و ساختار و فرم آن به صورت R-COOH است. در رزین کاتیونی اسید ضعیف کربوکسیلیک به جای سولفوریک می باشد. این گروه در محیط قلیایی یونیزه می شوند و یون متحرک خود را تعویض می کنند، ولی در محیط اسیدی یونیزه نمی شوند. رزین کاتیونی ضعیف عملکردی مشابه اسیدهای ضعیف دارد و به مقدار جزیی تجزیه می شود. از این نوع رزین در کنار رزین کاتیونی قوی استفاده می شود و سختی های آب را حذف می کند. رزین کاتیونی ضعیف بازدهی بالاتری به نسبت رزین کاتیونی قوی دارد و به همین دلیل پساب کمتری در احیاهای مکرر تولید می کند. فرمول شیمیایی فرآیند تبادل یون در رزین کاتیونی اسید ضعیف به صورت زیر است:
Mg(HCO3)2 OR Ca(HCO3)2 + 2ZCOOH —–> (ZCOO)2+ + Mg(ZCOO)2+Ca + 2H2CO3
برای احیا رزین کاتیونی می توانید از هر نوع اسیدی استفاده کنید. این نوع رزین نسبت به یون های هیدروژن تمایل بالایی دارد.
کاربردهای رزین کاتیونی
رزین کاتیونی قادر به کاهش سختی آب می باشد و کاربردهای بسیار زیادی دارد. در ادامه چند مورد از کاربردهای این دستگاه را بررسی می کنیم:
• استفاده از رزین کاتیونی در سختی گیر اسپرسوساز: دستگاه اسپرسوساز قیمت بالایی دارد، به همین دلیل برای اینکه دستگاه دچار رسوب گرفتگی نشود، از رزین تبادل یونی و دستگاه های سختی گیر کوچک استفاده می شود.
• کاربرد رزین کاتیونی برای آکواریوم ها: آب آکواریوم نباید سختی بالایی داشته باشد، برای کاهش سختی آن می توان از رزین های تبادل یونی استفاده کرد.
• رزین کاتیونی برای سختی گیرهای موتورخانه: در موتورخانه ها برای جلوگیری از ایجاد رسوب و خراب شدن سیستم های گران قیمت از رزین کاتیونی و رزین های تبادل یونی استفاده می شود. دلیل ایجاد رسوب در موتورخانه ها و بویلرها منیزیم و کلسیم موجود در آب می باشد.
رزین آنیونی و رزین کاتیونی چه فرقی با هم دارند؟
ساختار رزین آنیونی و کاتیونی مثل هم است و هر دو دارای دانه های پلاستیکی کوچک و متخلخل می باشند و با یک شارژ خاص ثابت می شوند. تفاوت رزین کاتیونی و آنیونی در بار آن ها (مثبت و منفی) می باشد. رزین کاتیونی بار منفی دارد و یون های با بار مثبت را جذب می کند، در حالی که رزین آنیونی یون های با بار منفی را حذف می کند. بنابراین آلاینده های متفاوتی را از آب حذف می کنند. حذف آلاینده ها از آب به وسیله رزین به اندازه و ترکیب شیمیایی آن ها نیز بستگی دارد. دانه های رزین کاتیونی و آنیونی می توانند به صورت همزمان و با هم یا در مخازن جداگانه بسته به نیاز تاسیسات مورد استفاده قرار بگیرند. عملکرد رزین های کاتیونی و آنیونی همانند یک آهنربای قدرتمند است، که آلاینده های موجود در آب را جذب می کنند. هر کدام از انواع رزین برای حذف مواد معدنی خاصی قابل استفاده هستند.
خرید رزین کاتیونی
برای خرید رزین کاتیونی باید موارد مختلفی را در نظر داشته باشید، تا بتوانید بهترین انتخاب را کنید. در ابتدا باید نوع رزین مورد نیاز را انتخاب کنید. سپس مواردی مانند حجم محصول، درصد خلوص و شرکت تولید کننده را در نظر بگیرید. در بین رزین ها، رزین کاتیونی پرولایت کیفیت بسیار بالایی دارد.
رزین کاتیونی پرولایت ساخت کشور انگلیس می باشد و در کیسه های 25 لیتری به فروش می رسد. این نوع رزین کیفیت بالایی داشته و به عنوان سختی گیر در صنایع بسیاری از جمله تصفیه آب و فاضلاب، موتورخانه ها و آکواریوم ها مورد استفاده قرار می گیرد. برای دریافت مشاوره و اطلاعات در مورد خرید رزین پرولایت با شماره های موجود در وبسایت آبین تماس گرفته و به صورت رایگان با مشاوران و متخصصان تیم ما در ارتباط باشید.
نظرات
دیدگاهی برای این مقاله ثبت نشده است