وظیفه رزین های کاتیونی 

رزین کاتیونی

برای فرآیندهایی مانند دمینرالیزاسیون، نرم شدن و پیش تصفیه برای سیستم‌های اسمز معکوس، رزین‌های تبادل یونی ساخته شده‌اند که وزیکول‌های ترشحی هستند که در ساختار خود رادیکال‌های اسیدی یا رادیکال‌های بازی دارند که بسته به نتیجه مورد انتظار می‌توانند با یون‌های دیگر مبادله شوند. راه حل به عنوان مثال، رزین کاتیونی در فیلترها با عملکرد جذب عناصر نامطلوب برای بسیاری از فرآیندهای صنعتی وجود دارد و بر آزادسازی یون‌های سدیم Na  و هیدروژن H  اثر می‌گذارد. این نوع رزین در هر PH کار می کند و مقداری نمک را از آب جدا می کند و آن را نرم تر می کند.

در نرم‌کننده‌های آب که عمدتاً آب را برای تولید بخار در دیگ‌های کم فشار تأمین می‌کنند، رزین تبادل یونی کاتیونی مورد استفاده برای عملکرد صاف و اثربخشی نرم‌کننده بسیار مهم است، زیرا وظیفه حذف کاتیون‌های موجود در آب مانند کلسیم را بر عهده خواهد داشت. Ca و منیزیم Mg که سختی ایجاد می کنند.

استفاده و مزایای رزین کاتیونی

هنگامی که رزین کاتیونی در ظروف کاری مربوطه خود نصب می شود، باید تحت یک روش فعال سازی قرار گیرد، زیرا جاذبه قوی برای اتم های کلسیم و منیزیم دارد. بنابراین تبادل یونی توسط هیدروژنی که در رزین نصب شده و کاتیون های دیگری مانند سدیم، پتاسیم و آهن که پس از فیلتر کردن نیز در رزین کاتیونی باقی می مانند، انجام می شود.

صنایع، عمدتاً داروسازی، رزین کاتیونی را در فرآیندهای خود به دست می آورند و از آن استفاده می کنند و به دنبال به دست آوردن خلوص لازم از آب مورد استفاده در تولید محصولات خود هستند، اما از مزیت احیای این رزین نیز برخوردارند که پس از انجام مجدد می توان از آن استفاده کرد. کار فیلتر کردن و کاهش سرعت، که باعث صرفه جویی برای شرکت می شود.

تمام رزین های کاتیونی  R-H یا R-Na  را می توان قوی یا ضعیف در نظر گرفت. رزین های کاتیونی ضعیف دارای گروه های عاملی کربوکسیلیک در ساختار خود هستند (از کربوکسیلیک اسید). رزین های کاتیونی قوی دارای گروه های سولفونیک (از اسید سولفونیک) در ساختار خود هستند. ویژگی این رزین ها حذف کاتیون هایی مانند: Ca2+، Mg2+، K+، Na+  و همچنین سایر فلزاتی است که در محلول (شیمیایی یا آبی) پراکنده می شوند.تفاوت رزین‌های اسیدی قوی در این است که هم سختی موقت (Ca2+ و Mg2+ مرتبط با یون‌های بی کربنات و کربنات) و هم سختی دائمی (Ca2+ و Mg2+ مرتبط با آنیون‌های قوی مانند سولفات و کلرید) را حذف می‌کنند. در مقابل، رزین های کاتیونی ضعیف اسیدی تنها سختی موقت را حذف می کنند.

برنامه های کاربردی رزین های کاتیونی اسیدی قوی

1.     نرم شدن و دمینرالیزاسیون

2.     تصفیه فاضلاب

3.     شکر و آبکاری

رزین های کاتیونی اسیدی ضعیف.

1.     درمان میعانات آمونیاکی و تثبیت آنتی بیوتیک ها.

2.     بازسازی رزین های کاتیونی می تواند با موارد زیر رخ دهد.

3.     نمک – کلرید سدیم – در فرآیندهای نرم شدن

4.     اسید موریاتیک یا سولفوریک - در فرآیندهای دمینرالیزاسیون.

رزین های جاذب

رزین های جذبی در ساختار خود گروه های فعال عاملی ندارند و بهتر می توانند مولکول های ترکیبات آلی نامطلوب را روی سطح پلیمری خود که در یک محلول یا محصولی که نیاز به تصفیه دارد، جذب کنند. حذف ترکیبات نامطلوب از طریق جذب آنها به سطح رزین صورت می گیرد. رزین ها برای حذف بو و طعم در محلول های آبی استفاده می شوند.

برنامه های کاربردی

1.     جذب آلی

2.     فرآیندهای دارویی

3.     حذف ترکیبات رنگی بزرگ

4.     جداسازی گونه های آلی آبگریز

5.     رفع تلخی آبمیوه

رزین آنیونی

 این نوع رزین در خود دارای گروه‌های اساسی است که با تبادل یونی آنیون‌ها را از آب حذف می‌کنند، مانند: کلریدها، سولفات‌ها، نیترات‌ها و غیره. با همان استدلال مورد استفاده در رزین های کاتیونی، رزین آنیونی را می توان با توجه به نوع رادیکال آنها به 2 گروه طبقه بندی کرد: رزین آنیونی قوی، دارای رادیکال های OH-  یا Cl-  و نیاز به بازسازی با NaOH یا NaCl  در دمینرالیزاسیون، برای به دست آوردن آب تصفیه شده بدون یون، لزوماً باید از هیدروکسید سدیم به عنوان احیا کننده رزین آنیونی استفاده شود. و رزین آنیونی با بازی ضعیف، که منحصراً دارای رادیکال های OH-  است که می تواند توسط NaOH یا Ca(OH)2 بازسازی شود. بنابراین، رزین هایی که از OH-  به عنوان رادیکال تبادل یونی استفاده می کنند، pH آب تصفیه شده را افزایش می دهند و یک "چرخه اساسی" ایجاد می کنند. هنگامی که از نمک استفاده می شود  بدون ید و یون های دیگر غیر از Na+  و Cl- ، آب تصفیه شده از نرم کننده شارژ شده با یون های Cl-  خارج می شود، به همین دلیل است که این نوع احیا کننده را نمی توان در سیستم های دمینرالیزاسیون استفاده کرد.