cationinvaihtohartseille

Cationinvaihtohartsit, tunnetaan myös kationinvaihtajina tai kationinvaihtohartseina, ovat polymeerimateriaaleja, jotka sisältävät negatiivisesti varautuneita kiinteitä ryhmiä ja vaihdettavissa olevia positiivisesti varautuneita ioneja, eli katiooneja. Nämä hartsit pystyvät sitomaan positiivisesti varautuneita ioneja liuoksesta ja vapauttamaan vastaavan määrän omia vaihdettavissa olevia katiooneja. Tämä ioninvaihtoprosessi on yleensä tasapainoreaktio.

Yleisimpiä cationinvaihtohartseja ovat sulfonihappo- tai karboksyylihapporyhmiä sisältävät polymeerit. Sulfonihapporyhmät ovat vahvasti happamia ja toimivat tehokkaasti laajalla pH-alueella, kun taas karboksyylihapporyhmät ovat heikosti happamia ja toimivat parhaiten korkeammissa pH-arvoissa. Hartsien fysikaalinen rakenne voi olla joko geelimäinen, jossa ionit diffundoituvat koko polymeeriverkon läpi, tai makrohuokoinen, jossa ionit pääsevät käsiksi laajempiin huokosiin.

Cationinvaihtohartsien käyttökohteet ovat moninaisia. Niitä käytetään laajalti veden pehmentämisessä poistamalla kalsium- ja magnesiumioneja, jotka aiheuttavat kalkkeutumista. Lisäksi niitä hyödynnetään metallien talteenotossa, liuosten puhdistuksessa, analyyttisessä kemiassa ja esimerkiksi lääketeollisuudessa. Hartsien regenerointi, eli niiden palauttaminen alkuperäiseen ionimuotoonsa, tapahtuu yleensä käsittelemällä niitä väkevällä suolaliuoksella tai hapolla.