Kationiivahetid

Kationiivahetus on pöörduv keemiline protsess, mille käigus ioonid vahetuvad lahuse ja tahke faasi, tavaliselt ioonivahetusvaigu vahel. Seda protsessi kasutatakse laialdaselt vee pehmendamiseks, kus kationiivahetusvaik seob lahustunud kaltsiumi- ja magneesiumioonid, vabastades samal ajal nende asemele naatriumioonid. Selle tulemusena väheneb vee karedus. Samuti on kationiivahetus oluline metallide eraldamisel ja puhastamisel, samuti mõnedes analüütilistes tehnikates.

Protsess põhineb ioonivahetusvaigu mobiilsetel kationitel, mis on kovalentselt seotud vaigu polümeermassi külge. Kui lahuses olevad soovimatud kationid puutuvad kokku vaiguga, seostuvad nad tugevamalt vaigu külge, tõrjudes esialgsed mobiilsed kationid lahusesse. Vaigu küllastumisel, st kui kõik mobiilsed kationid on vahetatud, tuleb vaiku regenereerida, tavaliselt kasutades kontsentreeritud soolalahust, mis pöördprotsessi käigus taastab vaigu esialgse kationite koosseisu. Kationiivahetuse tõhusus sõltub mitmest tegurist, sealhulgas vaigu tüübist, lahuse pH-st, temperatuurist ja ioonide kontsentratsioonist.