natriumuitwisseling

Natriumuitwisseling is een ionenuitwisselingsproces waarbij natriumionen (Na+) op een negatief geladen oppervlak, zoals kleimineralen of organische stof in een bodem of een ionenuitwisselaar, de plaats innemen van andere kationen die daar ooit gebonden zijn. Het proces komt zowel voor in bodems bij irrigatie en bemesting als bij waterbehandelingsinstallaties die werken met natriumhoudende uitwisselingshulzen.

In bodems vindt natriumuitwisseling plaats aan het cationenuitwisselingscomplex van klei- en organische componenten. Het uitwisselingsverband kan bijvoorbeeld Ca2+ of Mg2+ vervangen door Na+. De algemene reactie kan worden geschreven als Z- Ca2+ + 2 Na+ (aq) ⇌ Z- Na+ + Ca2+ (aq), waarbij Z- het negatieve uitwisselingsvlak voorstelt. Doordat Na+ monovalent is en een minder sterke binding legt dan Ca2+ of Mg2+, kan een met Na+- verzadigde uitwisselingspositie leiden tot verminderde kleifloculatie, dispersion en vaak minder waterdoorlatendheid. De mate van natriumuitwisseling wordt uitgedrukt in de cation exchange capacity (CEC) en indicatoren zoals het moleculaire Na+-percentage (exchangeable sodium percentage, ESP) of de natriumadvertentieratio (SAR).

In waterbehandeling vindt natriumuitwisseling plaats in ionenuitwisselaars die in de natriumvorm (Na+-form) zijn geladen. Wanneer hardheidsionen zoals Ca2+ en Mg2+ in het water voorkomen, worden deze ionen uitgewisseld tegen Na+, waardoor het water verzacht wordt. Regeneratie van de hars gebeurt meestal met een natriumrijk oplossing (bijv. NaCl) om de hars weer met Na+ te laden.

Belangrijke toepassingen en beheersmaatregelen omvatten bodembemaling tegen sodiciteit (bijv. toepassing van Ca2+- of Mg2+-bronnen zoals gips, drainage) en waterbehandeling voor ontharding; beide vereisen monitoring van CEC, ESP, SAR en zoutlading.</s>