kationinvaihtohartseilla

Kationinvaihtohartsit ovat polymeerimateriaaleja, jotka pystyvät sitomaan ja vapauttamaan positiivisesti varautuneita ioneja eli kationeja. Ne koostuvat yleensä liukenemattomasta polymeerimatriisista, johon on kiinnitetty funktionaalisia ryhmiä, jotka kantavat negatiivista varausta. Nämä negatiivisesti varautuneet funktionaaliset ryhmät, kuten sulfonihappo- tai karboksyylihapporyhmät, houkuttelevat ja vaihtavat positiivisesti varautuneita ioneja liuoksesta.

Kationinvaihtohartseja käytetään laajalti vedenpehmennyksessä, jossa ne poistavat liuenneita kalsium- ja magnesiumioneja, jotka aiheuttavat kovuutta. Hartsiin sitoutuneet natrium- tai vetyionit vapautetaan liuokseen samalla kun kalsium- ja magnesiumionit kiinnittyvät hartsiin. Kun hartsi on kyllästynyt, se voidaan regeneroida huuhtelemalla sitä väkevällä suolaliuoksella (natriumkloridi) tai hapolla, jolloin kalsium- ja magnesiumionit poistuvat ja hartsin vaihtokapasiteetti palautuu.

Sovellusalueita kationinvaihtohartseille löytyy myös teollisista prosesseista, kuten metallien erottamisesta ja puhdistamisesta, sokerin värinpoistosta, lääkeaineiden valmistuksesta ja ympäristönsuojelussa radioaktiivisten aineiden poistamiseksi. Niiden valinta riippuu käsiteltävästä aineesta, halutusta lopputuloksesta ja prosessin olosuhteista, kuten pH:sta ja lämpötilasta. Hartsin rakenne ja funktionaaliset ryhmät vaikuttavat sen selektiivisyyteen ja kapasiteettiin tiettyjä ioneja kohtaan.