kationinvaihtoresiiniä

Kationinvaihtoresiini on polymeerimateriaali, joka on suunniteltu poistamaan positiivisesti varautuneita ioneja, eli kationeja, liuoksesta. Nämä hartsit koostuvat tyypillisesti liukenemattomasta tukimatriisista, johon on kemiallisesti sidottu positiivisia varauksia kantavia kiinteitä ryhmiä. Näihin kiinteisiin negatiivisiin varauksiin sitoutuvat kationinvaihtohartsien toiminnan ytimessä olevat vaihdettavissa olevat positiivisesti varautuneet ionit. Tavallisesti nämä vaihdettavissa olevat ionit ovat vetyioneja (H+) tai natriumioneja (Na+).

Kun liuos, joka sisältää ei-toivottuja kationeja, kuten kalsiumia (Ca2+) tai magnesiumia (Mg2+), kulkee kationinvaihtohartsin läpi, hartsin negatiiviset varaukset houkuttelevat näitä positiivisesti varautuneita ioneja. Sähköstaattisen vuorovaikutuksen seurauksena liuoksesta poistuneet kationit sitoutuvat hartsiin ja vapauttavat samalla omia vaihdettavissa olevia ionejaan liuokseen. Tämä prosessi tunnetaan kationinvaihtona.

Kationinvaihtohartseilla on useita sovelluksia. Niitä käytetään laajasti vedenpehmentämiseen, poistamaan kalsium- ja magnesiumioneja, jotka aiheuttavat kalkkisaostumia. Niitä hyödynnetään myös teollisissa prosesseissa, kuten sokerin puhdistuksessa, lääkeaineiden erottelussa ja jätevesien käsittelyssä, joissa ne poistavat haitallisia metalleja. Lisäksi niitä voidaan käyttää arvokkaiden metallien talteenottoon ja teollisuuden prosesseissa katalyytteinä. Hartsin kyky poistaa kationeja on rajallinen, ja kun kaikki vaihdettavissa olevat ionit ovat kuluneet loppuun, hartsi täytyy regeneroida. Regenerointi tapahtuu yleensä pesemällä hartsi väkevällä happo- tai suolaliuoksella, joka palauttaa hartsin alkuperäisen vaihdettavissa olevan ionin muotoon.