kationinvaihdosta

Kationinvaihto on prosessi, jossa positiivisesti varautuneet ionit, eli kationit, vaihtuvat keskenään ioninvaihtomateriaalissa. Tämä materiaali, usein polymeerihartsi tai zeoliitti, sisältää kiinteitä varautuneita ryhmiä, jotka houkuttelevat vastakkaismerkkisesti varautuneita ioneja liuoksesta. Kun liuos, joka sisältää ei-toivottuja kationeja, kulkee ioninvaihtomateriaalin läpi, materiaali sitoo nämä kationit ja vapauttaa tilalleen omia, heikommin sitoutuvia kationejaan, yleensä natrium- tai vetyioneja. Kationinvaihtoa käytetään laajasti veden pehmennyksessä, jossa kalsium- ja magnesiumkationit poistetaan vedestä, jotta estetään kalkkeutuminen. Sitä hyödynnetään myös teollisissa prosesseissa, kuten metallien erottelussa, puhdistuksessa ja katalyysissä. Prosessi on palautuva, eli materiaalin voi regeneroida huuhtelemalla sitä voimakkaalla suolaliuoksella, joka pakottaa sitoutuneet kationit irtoamaan ja korvautumaan taas regenerointisuolan kationeilla. Tämän jälkeen materiaali on valmis uuteen käyttökierrokseen. Kationinvaihtoprosessin tehokkuus riippuu materiaalin ominaisuuksista, kuten sen ioninvaihtokapasiteetista ja selektiivisyydestä eri kationeja kohtaan, sekä liuoksen pH:sta ja kationien pitoisuudesta.