Baza wiedzy


Wymiana jonowa to proces wymiany jonów na inne jony tego samego znaku zachodzący na ciele stałym lub polimerze zawierającym odpowiednie grupy funkcyjne. Jeżeli ciało stałe lub polimer zostało specjalnie przygotowane lub jest używane w sposób wykorzystujący zjawisko wymiany jonowej, wówczas taki materiał nazywa się wymieniaczem jonowym lub jonitem. Związki chemiczne, takie jak kwasy, zasady ulegają dysocjacji, to jest rozpadowi na jony o ładunku dodatnim – kationy, i ładunku ujemnym – aniony. Podczas wymiany jonowej obecne w wodzie jony i cząsteczki mające określony ładunek wiązane są przez złoże - jonit oddając równocześnie do roztworu jony OH+ i H+ jest to tzw. reakcja podwójnej wymiany według reakcji:

 

H-RK + K+ + A- ↔ K-RK + H+ + A-

RA-OH + K+ + A- ↔ RA-A + K+ + OH-

 

Czym są jonity ?

Jonity (inaczej: żywice jonowymienne), są wielkocząsteczkowymi polimerami, gdzie w łańcuchach są wbudowane grupy funkcyjne. Od charakteru tych grup zależą własności danego jonitu. Jako polimer bazowy, tzw. matrycę, stosuje się przede wszystkim polistyren (żywice styrenowe), a także polimery akrylowe. Łańcuchowe polimery są wewnętrznie sieciowane dwuwinylobenzenem (DVB). Ilość DVB w stosunku do całej masy polimeru nazywa się stopniem usieciowania. Standartowe jonity mają stopień usieciowania ok. 8 % (tzn.: zawierają ok. 8 % DVB). Stopień usieciowania jest istotnym parametrem jonitów, wpływającym zarówno na ich własności mechaniczne, hydrauliczne, jak i chemiczne. I tak podwyższenie stopnia usieciowania prowadzi do zwiększenia odporności chemicznej na utlenienie (utleniacze jak Cl2, O2, czy kationy metali o zmiennych wartościowościach powodują nieodwracalne „uszkodzenia" żywic, wskutek niszczenia sieciujących wiązań poprzecznych, a także utlenienia grup funkcyjnych w przypadku anionitów).

Kationity silnie kwaśne w formie wodorowej H+, jak również anionity silnie zasadowe w formie OH-, dokonują dekationizacji lub deanionizacji soli obojętnych (np. NaCl). W przypadku kationitów słabo kwaśnych, , absorbcji ulegają tylko kationy związane ze słabymi kwasami, np. wodorowęglanami HCO, natomiast anionity słabo zasadowe adsorbują tylko aniony silnych kwasów (np Cl-, SO, NO, ale nie z soli obojętnych, natomiast z wody zdekationizowanej). Jonity chelatujące wychwytują metale ciężkie, tak że po obróbce ich zawartość jest niemal niewykrywalna analitycznie (odnosi się to także do niektórych anionów). Wymiary ziarenek żywic jonowymiennych są zestandaryzowane, co ma na celu ujednolicenie ich możliwości zastosowań w typowych instalacjach jonowymiennych. Zazwyczaj rozrzut wielkości ziaren wynosi od 0, 3 do 1, 2 mm, i zgodny jest z krzywą Gaussa. Ziarno żywicy żelowej posiada mikropory, przez które do wnętrza wnikają drogą dyfuzji jony, które mają ulec wymianie.

 

Selektywność jonitów

Wszelkie procesy wymiany jonowej na żywicach jonowymiennych są procesami równowagowymi, podlegającymi prawu działania mas Guldberga-Waagego. Powinowactwo chemiczne jonów w relacji do grup funkcyjnych danej żywicy jest niejednakowe. Można ogólnie stwierdzić, iż silniej wychwytywane są jony o wyższym ciężarze atomowym (lub cząsteczkowym w przypadku jonów złożonych), także o wyższej wartościowości. Powinowactwo to określane jest przez tzw. współczynnik selektywności dla danego jonu oraz żywicy jonowymiennej. Jego wartość przyjmowana jest, jako 1 dla kationu litowego Li+, ( jako najsłabiej wiązanego przez żywicę kationitową), oraz także 1 dla anionu hydroksylowego OH- w przypadku żywic anionitowych. Na wartość współczynnika selektywności dla danego jonu i żywicy, wpływa wiele czynników. Ze strony danego jonu będzie to m.in. jego masa atomowa (cząsteczkowa), wartościowość, wymiary jonu zhydratyzowanego (lub po solwatacji), stopień hydratacji (solwatacji), budowa przestrzenna jonu itp. Natomiast ze strony żywicy przede wszystkim własności grupy funkcyjnej oraz stopień usieciowania jonitu, rodzaj matrycy itd. Poniżej przykładowo podano wartości współczynnika selektywności dla bardziej popularnych jonów w odniesieniu do silnie kwaśnego kationitu o matrycy polistyrenowej, z grupą funkcyjną sulfonową - SO3H, z uwzględnieniem stopnia jego usieciowania. Znajomość wartości współczynników selektywności pozwala na właściwy dobór jonitów, jeśli w grę wchodzi rozdzielanie jonów (kationów, czy anionów). Należy jednak zdawać sobie sprawę z tego, iż im wyższy współczynnik selektywności, tym większe powinowactwo danego jonu do żywicy, i regeneracja jej wymaga o wiele większych nadmiarów reagentów.

 

Trwałość i wytrzymałość fizyczna żywic jonowymiennych

Po długim okresie użytkowania żywice jonowymienne wykazują tendencje do pękania ziaren, jak również spadku zdolności jonowymiennych. Ziarna pękają z kilku przyczyn. Po pierwsze, wskutek działań mechanicznych (np.tarcie między poszczególnymi ziarnami w złożu, zwłaszcza podczas operacji wzruszania złoża). Silnie kwaśne kationity, aczkolwiek są nader stabilne termicznie, ulegają jednak łatwo utlenieniu, bądź to bezpośrednio wskutek działania środków utleniających (np. wolny Cl2 z chlorowania wody wodociągowej), bądź wskutek katalitycznego utlenienia metalami ciężkimi o zmiennej wartościowości, jak np Fe, Mn czy Cu. Powoduje te zerwanie wiązań sieciujących., i w efekcie możliwość powstania nawet długich ale prostych łańcuchów kwasów polistyrenosulfonowych, rozpuszczalnych w wodzie. Tak więc ilość jonitu w wymienniku może maleć. Z kolei silnie zasadowe anionity posiadają niezbyt stabilne, zwłaszcza w formie OH- grupy czteroalkiloamoniowe. Wskutek utlenienia, lub zbyt wysokiej temperatury, mogą one ulegać rozkładowi do amin, a te z kolei utlenić się do substancji nie posiadających własności zasadowych, np. aminotlenków. Groźne w przypadku anionitów silnie zasadowych są także wielkocząsteczkowe związki organiczne (np. kwasy humusowe), mogące doprowadzić do nieodwracalnego zanieczyszczenia i zniszczenia jonitu.

 

Proces

Proces demineralizacji metody wymiany jonowej może być przeprowadzany dwoma sposobami: w układzie dwóch kolumn lub na złożu mieszanym. W układzie dwóch kolumn demineralizacja odbywa się stopniowo. Na pierwszej kolumnie wypełnionej kationitem wymieniane są kationy, a następnie na drugiej kolumnie z anionitem – aniony. W zależności od potrzeby kolumny wypełnia się słabymi lub silnymi jonitami. Należy pamiętać, że słabe anionity nie zapewniają wymiany anionów słabych kwasów, tak więc w wodzie pozostają CO2 i SiO2. Po przepuszczeniu przez złoże określonej ilości wody poddaje się je regeneracji, która ma na celu przywrócenie zużytemu złożu pierwotnej zdolności wymiennej. Uzyskuje się to przepuszczając przez regenerowane złoże roztwór czynnika regenerującego w ilości większej niż zapotrzebowanie teoretyczne. Do regeneracji kationitu stosuje się 6% kwas solny HCl, a anionitu wodorotlenek sodu NaOH w stężeniu 4-6%. Ubocznym efektem regeneracji są ścieki o charakterze zasadowym i kwaśnym. W przypadku silnie kwaśnych i silnie zasadowych jonitów trzeba by stosować bardzo duże nadmiary stechiometryczne reagentów, aby móc je całkowicie zregenerować. Jest to ekonomicznie nieuzasadnione.

 

 

Otrzymywanie wody demineralizowanej o bardzo wysokiej jakości

Konwencjonalna demineralizacja wody, w systemach z dwoma kolumnami, daje możliwość uzyskania wody demineralizowanej o przewodnictwie do ok. 1 μS/cm. Aczkolwiek byłoby możliwe uzyskanie wody o jeszcze niższym przewodnictwie, to konieczność zastosowania b. wysokich poziomów regeneracji złóż , stawiałaby pod znakiem zapytania opłacalność takiego działania. Wobec tego stworzono technikę wymiany jonowej na złożach mieszanych. Proces wymiany jonowej odbywa się w jednym zbiorniku wypełnionym złożem mieszanym będącym specjalnie zestawioną kombinacją jonitów, składającą się z kationitów silnie kwaśnych i anionitów silnie zasadowych. Wymiana jonowa na złożu mieszanym pozwala na uzyskanie wody o wysokiej jakości, która znacznie przewyższa jakość wody uzyskanej w wyniku destylacji lub wymiany jonowej na dwóch kolumnach. Podczas wymiany jonowej na złożu mieszanym usuwany jest także CO2 i SiO2 – krzemionka. W takim złożu wymieszany jest dokładnie silnie kwaśny kationit w formie H+, z silnie zasadowym anionitem w formie OH-. Przepływająca przez złoże woda ulega bezpośredniej dejonizacji na sąsiadujących ze sobą ziarnach kationitu i anionitu. Obrazowo mówiąc, złoże mieszane stanowi jakby ciąg tysięcy pojedynczych mikroskopijnych stacji demi, działających w systemie kaskadowym. Dlatego też finalna jakość opuszczającej stację wody demi musi być bardzo wysoka. Aby osiągnąć maksymalne efekty, rozrzut wielkości ziaren jest dla wersji żywic przeznaczonych do pracy w złożach mieszanych mocno zawężony, jak również ściśle limitowane są dolne i górne wartości średnic ziaren.

Dlaczego więc technika złoża mieszanego nie jest standardowo stosowana do demineralizacji wody. Wiąże się to jak wyżej wspomniano z problemem regeneracji złóż mieszanych. Aby takie złoże zregenerować, należy dokonać rozdziału złoża na warstwę kationitową i anionitową, co samo w sobie przy znacznej różnicy w gęstościach kationitu ( ok. 1,27 g/cm3) oraz anionitu ( ok. 1,07 g/cm3) nie stanowi poważniejszego problemu. Ale kationit regenerowany jest kwasem, a anionit zasadą. Regeneranty te „ krzyżowo" są więc „truciznami" dla przeciwstawnych żywic. Tak więc proces regeneracji rozdzielonych złóż w jednym wymienniku musi być prowadzony niesłychanie ostrożnie i precyzyjnie. I to decyduje o tym, iż złoża mieszane do jednostopniowej demineralizacji wody mają zastosowanie niewielkie, np. w pakietach jednorazowych do odsalania wody morskiej w przypadku katastrofy okrętowej. Natomiast olbrzymie znaczenie zdobyła technika złoża mieszanego do końcowej dejonizacji wody tzw. polishing, już zdemineralizowanej najczęściej metodą odwróconej osmozy. W tym przypadku przewodnictwo elektryczne wody spada o rząd wielkości, i można osiągnąć wodę dejonizowaną o przewodności rzędu 0,05 μS/cm.



Wstecz
[ X ]

Drogi użytkowniku,

25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.

Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej firmy www.labro.com.pl w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?
Administratorami Twoich danych będziemy my: Firma Labro Technologie sp.z o.o.sp.k. z siedzibą w Krakowie ul. Czerwone Maki 55/25 NIP 676 247 94 93
O jakich danych mówimy?
Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.
Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?
Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby: Komu możemy przekazać dane?
Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.
Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?
Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.
Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?
Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.
Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu www.labro.com.pl udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.


Informacje ogólne:
1. Strona realizuje funkcje pozyskiwania informacji o użytkownikach i ich zachowaniu w następujący sposób:
a. poprzez dobrowolnie wprowadzone w formularzach informacje,
b. poprzez zapisywanie w urządzeniach końcowych pliki cookie (tzw. "ciasteczka"),
c. poprzez gromadzenie logów serwera www przez operatora hostingowego.
2. Użytkownik po zarejestrowaniu się na portalu zostaje zapisany do branżowej listy mailingowej, dzięki której co jakiś czas otrzymuje na podany podczas rejestracji adres e-mail
informacje branżowe. W każdej z wiadomości na jej dole znajduje się link umożliwiający wypisanie się z listy mailingowej bez jednoczesnego usunięcia konta na portalu.


Informacje w formularzach:
1. Portal zbiera informacje podane dobrowolnie przez użytkownika.
2. Portal może zapisać ponadto informacje o parametrach połączenia (oznaczenie czasu, adres IP)
3. Dane w formularzu nie są udostępniane podmiotom trzecim inaczej, niż za zgodą użytkownika.
4. Dane podane w formularzu mogą stanowić zbiór potencjalnych klientów, zarejestrowany przez Operatora Portalu w rejestrze prowadzonym przez Generalnego Inspektora Ochrony Danych Osobowych.
5. Dane podane w formularzu są przetwarzane w celu wynikającym z funkcji konkretnego formularza.
6. Dane podane w formularzach mogą być przekazane podmiotom technicznie realizującym niektóre usługi – w szczególności dotyczy to przekazywania informacji o posiadaczu rejestrowanej domeny do podmiotów będących operatorami domen internetowych, Portalów obsługujących płatności lub też innych podmiotów z którymi Operator Portalu w tym zakresie współpracuje.


Informacja o plikach cookies;
1. Portal korzysta z plików cookies.
2. Pliki cookies (tzw. „ciasteczka”) stanowią dane informatyczne, w szczególności pliki tekstowe, które przechowywane są w urządzeniu końcowym Użytkownika Portalu i przeznaczone są do korzystania ze stron internetowych Portalu. Cookies zazwyczaj zawierają nazwę strony internetowej, z której pochodzą, czas przechowywania ich na urządzeniu końcowym oraz unikalny numer.
3. Podmiotem zamieszczającym na urządzeniu końcowym Użytkownika Portalu pliki cookies oraz uzyskującym do nich dostęp jest operator Portalu.
4. Pliki cookies wykorzystywane są w następujących celach:
a. tworzenia statystyk, które pomagają zrozumieć, w jaki sposób Użytkownicy Portalu korzystająze stron internetowych, co umożliwia ulepszanie ich struktury i zawartości;
b. utrzymanie sesji Użytkownika Portalu (po zalogowaniu), dzięki której Użytkownik nie musi na każdej podstronie Portalu ponownie wpisywać loginu i hasła;
c. określania profilu użytkownika w celu wyświetlania mu dopasowanych materiałów w sieciach reklamowych, w szczególności sieci Google.
5. W ramach Portalu stosowane są dwa zasadnicze rodzaje plików cookies: „sesyjne” (session cookies) oraz „stałe” (persistent cookies). Cookies „sesyjne” są plikami tymczasowymi, które przechowywane są w urządzeniu końcowym Użytkownika do czasu wylogowania, opuszczenia strony internetowej lub wyłączenia oprogramowania (przeglądarki internetowej). „Stałe” pliki cookies przechowywane są w urządzeniu końcowym Użytkownika przez czas określony w parametrach plików cookies lub do czasu ich usunięcia przez Użytkownika.
6. Oprogramowanie do przeglądania stron internetowych (przeglądarka internetowa) zazwyczaj domyślnie dopuszcza przechowywanie plików cookies w urządzeniu końcowym Użytkownika. Użytkownicy Portalu mogą dokonać zmiany ustawień w tym zakresie. Przeglądarka internetowa umożliwia usunięcie plików cookies. Możliwe jest także automatyczne blokowanie plików cookies Szczegółowe informacje na ten temat zawiera pomoc lub dokumentacja przeglądarki internetowej.
7. Ograniczenia stosowania plików cookies mogą wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronach internetowych Portalu.
8. Pliki cookies zamieszczane w urządzeniu końcowym Użytkownika Portalu i wykorzystywane mogą być również przez współpracujących z operatorem Portalu reklamodawców oraz partnerów.
9. Zalecamy przeczytanie polityki ochrony prywatności tych firm, aby poznać zasady korzystania z plików cookie wykorzystywane w statystykach: Polityka ochrony prywatności Google Analytics
10. Pliki cookie mogą być wykorzystane przez sieci reklamowe, w szczególności sieć Google, do wyświetlenia reklam dopasowanych do sposobu, w jaki użytkownik korzysta z Portalu, tworzenia raportów zainteresowań i danych demograficznych' Google Analytics. W tym celu mogą zachować informację o ścieżce nawigacji użytkownika lub czasie pozostawania na danej stronie.
11.W zakresie informacji o preferencjach użytkownika gromadzonych przez sieć reklamową Google użytkownik może zrezygnować z usługi Google Analytics dla reklam displayowych i dostosować reklamy w sieci reklamowej Google za pomocą ustawień reklam dostępnych pod adresem: https://www.google.com/settings/ads/

Logi serwera:
1. Informacje o niektórych zachowaniach użytkowników podlegają logowaniu w warstwie serwerowej. Dane te są wykorzystywane wyłącznie w celu administrowania Portalem oraz w celu zapewnienia jak najbardziej sprawnej obsługi świadczonych usług hostingowych.
2. Przeglądane zasoby identyfikowane są poprzez adresy URL. Ponadto zapisowi mogą odlegać:
a. czas nadejścia zapytania,
b. czas wysłania odpowiedzi,
c. nazwę stacji klienta – identyfikacja realizowana przez protokół HTTP,
d. informacje o błędach jakie nastąpiły przy realizacji transakcji HTTP,
e. adres URL strony poprzednio odwiedzanej przez użytkownika (referer link) – w przypadku gdy przejście do Portalu nastąpiło przez odnośnik,
f. informacje o przeglądarce użytkownika,
g. Informacje o adresie IP.
3. Dane powyższe nie są kojarzone z konkretnymi osobami przeglądającymi strony.
4. Dane powyższe nie są wykorzystywane jedynie dla celów administrowania serwerem.


Udostępnienie danych:
1. Dane podlegają udostępnieniu podmiotom zewnętrznym wyłącznie w granicach prawnie dozwolonych.
2. Dane umożliwiające identyfikację osoby fizycznej są udostępniane wyłączenie za zgodą tej osoby.
3. Operator może mieć obowiązek udzielania informacji zebranych przez Portal upoważnionym organom na podstawie zgodnych z prawem żądań w zakresie wynikającym z żądania.


Zarządzanie plikami cookies – jak w praktyce wyrażać i cofać zgodę?
1. Jeśli użytkownik nie chce otrzymywać plików cookies, może zmienić ustawienia przeglądarki. Zastrzegamy, że wyłączenie obsługi plików cookies niezbędnych dla procesów uwierzytelniania, bezpieczeństwa, utrzymania preferencji użytkownika może utrudnić, a w skrajnych przypadkach może uniemożliwić korzystanie ze stron www
2. W celu zarządzania ustawieniami cookies wejdź w ustawienia przeglądarki internetowej.
Strona korzysta z cookies. Więcej w Polityce Prywatności.
OK