İyon Değiştirici Nedir

1-)Alm. Ionenaustouscher, Fr. Echangeur d’ion, İng. Ion exchanger. Bir karışımdaki iyonları tutarak bunların yerine bünyelerindeki iyonları veren malzemeler. İyon değişimi hem endüstriyel tekniklerde hem de laboratuvarlarda önem taşır. Suların yumuşatılmasında ve deiyonizasyonunda iyon değiştiricilerden faydalanılır. Bunun yanında şeker sanayiinde (şekerin saflaştırılması işleminde) tuz giderici olarak, uranyumun filizlerinden kazanılmasında ve kimyasal analizlerde iyon değiştiricilerden istifade edilir.

İyon değiştirici türleri: İyon değiştirici olarak organik veya anorganik, tabii veya sun’i olmak üzere pekçok materyal kullanılabilir. Mesela kil tabii bir iyon değiştiricidir. Killi toprak suda çözünmüş olabilen iyonları tutabilmektedir. Sentetik iyon değiştirici reçineler olarak daha ziyade büyük moleküllü stiren-divinilbenzen polimerleri kullanılır. Metakrilik asit-divinilbenzen ve fenol-formaldehit polimerleri de kullanılan diğer reçinelerdir. Reçinedeki sabit iyonlar ekseriya sülfonik veya karboksilli asitlerin tuzları ve quaterner amonyum tuzlarıdır. Asit grubu ihtiva eden reçineler hidrojen iyonları ve metal iyonları gibi artı yüklü iyonları tutarlar ve bunlara katyon değiştiriciler denir. Amonyum grubu ihtiva edenlerse, hidroksit ve halojenür gibi negatif iyonları tuttuklarından anyon değiştiriciler olarak isimlendirilirler.

İyon değiştirici reçineler hafif ve gözenekli katılardır. Küçük küreler veya tabaka şeklinde olabilirler.

İyon değiştiricilerin önemli bir karakteristiği seçici özellikler göstermeleridir. Mesela zirkonyum fosfat cezyum iyonlarını bütün diğer iyonlara göre daha kuvvetle tutar, böylece reaktörlerde üretilen uzun ömürlü radyoaktif sezyumun tutulmasında kullanılır. Uranyumun sülfatlı negatif kompleks bileşiği bir anyon iyon değiştirici tarafından iyi tutulur. Böylece düşük tenörlü uranyum filizlerinin zenginleştirilmesinde bu tür iyon değiştiricilerden faydalanılır. Bu iyon seçimliliği kimyasal analizlerde kullanılan iyon değişimi kromatografisinin esasını teşkil eder. Bu teknik aynı zamanda nadir toprak metallerinin birbirinden ayrılmasında da kullanılır.

Suyun yumuşatılması: Sert su mağnezyum ve kalsiyum iyonlarını (Mg+2, Ca+2) ihtiva eder. Bu iyonlar suyun lezzetini bozduğu gibi, yüksek seviyede oldukları zaman sağlığı da bozabilirler. Ayrıca günlük işlerdeki kullanımları da zevksiz olur (mesela sert sularda sabun iyi köpürmez).

Suyun yumuşatılması demek, suya sertlik veren bu iyonların giderilmesi demektir. Katyon iyon değiştiriciden geçirilen su, bünyesindeki bu sertlik verici iyonları reçineye bırakarak reçineden sodyum iyonları alır. Bu değişimden gelen sodyumun sağlık açısından hiçbir mahzuru yoktur. Suların yumuşatılması için kullanılan aletler genellikle düşey silindirler biçimindedir. İçlerinde katyon değiştirici reçine vardır. Silindire bir uçtan giren su diğer uçtan çıkıncaya kadar reçine ile olan teması ile bünyesindeki sertlik verici iyonları bırakır ve yerine sodyum iyonlarını alarak yumuşamış olur. Bu değişim reçinedeki bütün sodyum iyonları yer değiştirinceye kadar meydana gelir. Reçine doyduktan sonra umumiyetle tuzlu su ile rejenere edilerek, tekrar fonksiyon görecek hale getirilir.

Çeşitli maksatlarla, deiyonize dediğimiz saf suya ihtiyaç duyulmaktadır (bilhassa kimyada). Böyle bir suyu elde etmek suyu, hem katyon iyon değiştiriciden hem de anyon iyon değiştiriciden geçirmekle mümkün olur. Katyon değiştirici, tuttuğu katyonların yerine H+ iyonu; anyon değiştirici ise anyonların yerine OH- iyonu verir. Bu iki iyon nötürleşerek suya dönüşür.

Bu bilgi faydalı oldu mu ?