Proces zeolitowy i proces wymiany jonowej to procesy zmiękczania wody. Kluczową różnicą między zeolitem a procesem wymiany jonowej jest to, że proces zeolitowy wykorzystuje zeolit mineralny jako żywicę wymieniającą kationy w twardej wodzie, podczas gdy proces wymiany jonowej może obejmować kilka różnych żywic do wymiany jonowej. Ponadto proces zeolitowy jest formą procesu wymiany jonowej zmiękczania twardej wody.
Twarda woda to woda bogata w kationy wapnia lub magnezu. Obecność tych kationów w wodzie może powodować trudności, takie jak zmniejszenie skuteczności prawie każdego zadania czyszczenia poprzez reakcję z ciepłem, metalowymi hydraulikami lub detergentami. Dlatego lepiej jest usunąć te jony z twardej wody; nazywamy to zmiękczaniem wody. Możemy to usunąć za pomocą procesów wymiany jonowej. Jednym z takich procesów jest proces zeolitowy.
Co to jest proces zeolitowy?
Proces zeolitowy to proces zmiękczania twardej wody za pomocą techniki wymiany jonowej przy użyciu związku chemicznego zeolitu. Jest to związek chemiczny, który posiada uwodniony glinokrzemian sodu. Prowadzi to do nazwania tego procesu procesem zeolitowym. Zeolit może odwracalnie wymieniać kationy sodu na jony wapnia i magnezu w procesie zmiękczania wody.
Istnieją dwa rodzaje zeolitów jako zeolit naturalny i zeolit syntetyczny. Forma naturalna jest porowata, a syntetyczna to nieporowaty zeolit. Ponadto forma syntetyczna posiada wysoką zdolność wymiany na jednostkę masy niż forma naturalna.
Rysunek 01: Cylinder zawierający złoże zeolitu
Proces
W procesie zmiękczania wody przepuszczamy twardą wodę przez złoże zeolitu (wewnątrz cylindra) z określoną prędkością. Następnie kationy powodujące twardnienie w wodzie pozostaną na złożu zeolitu, ponieważ te kationy wymieniają się z kationami sodu zeolitu. Dlatego woda wychodząca z tego cylindra zawiera raczej kationy sodu niż wapnia i magnezu.
Po pewnym czasie łóżko zeolitu się wyczerpuje. Następnie musimy zatrzymać przepływ wody i potraktować złoże stężonym roztworem solanki (10%) w celu regeneracji zeolitu. Kiedy traktujemy złoże roztworem solanki, wypłukuje wszystkie jony wapnia i magnezu, zamieniając je na jony sodu w roztworze solanki. Dlatego zabieg ten regeneruje zeolit.
Co to jest proces wymiany jonowej?
Proces wymiany jonowej to proces zmiękczania wody, w którym do zmiękczania wody używamy kationów lub anionów. Możemy to zrobić poprzez wymianę kationów lub anionów z jonami wapnia i magnezu w twardej wodzie. Proces ten obejmuje odwracalną reakcję chemiczną. Technikę tę możemy jednak zastosować tylko na rozcieńczonych roztworach. Sprzęt, którego używamy do tego celu to wymieniacze jonowe.
Typy
Istnieją dwa typy;
- Kationity – używaj zeolitu, zielonego piasku, węgla sulfonowanego itp. jako materiału wymiany.
- Anionity – wykorzystuje tlenki metali, żywice syntetyczne itp.
Materiały, których używamy w wymieniaczach kationowych, obejmują słabe kwasy lub mocne kwasy. Silnie kwasowe wymieniacze kationowe zawierają głównie siarczanowe grupy funkcyjne. Słabo kwasowe wymieniacze kationowe zawierają głównie grupy karboksylowe. Materiały, które stosujemy w wymieniaczach anionowych to zarówno słabe zasady, jak i mocne zasady. Ponadto istnieje kilka kategorii procesów wymiany jonowej, które obejmują zmiękczanie, dealkalizację i demineralizację. Jony biorące udział w procesie wymiany (jony wymieniające się z kationami wapnia i magnezu w twardej wodzie) obejmują jony sodu, kationy wodorowe, aniony chlorkowe i aniony hydroksylowe.
Jaka jest różnica między procesem zeolitu a procesem wymiany jonowej?
Proces zeolitowy to proces zmiękczania twardej wody za pomocą techniki wymiany jonowej przy użyciu związku chemicznego zeolitu, podczas gdy proces wymiany jonowej to proces zmiękczania wody, w którym do zmiękczania wody używamy kationów lub anionów. Jest to kluczowa różnica między procesem wymiany zeolitu a jonami. Jednak proces zeolitowy jest formą procesu wymiany jonowej, ponieważ proces ten polega na wymianie jonów sodu w zeolicie na jony wapnia i magnezu w twardej wodzie. Co więcej, proces zeolitowy obejmuje wymianę tylko jonów sodu, podczas gdy proces wymiany jonowej obejmuje różne aniony i kationy, takie jak jon chlorkowy, jon hydroksylowy, jon wodorowy i jon sodu.
Poniższa infografika przedstawia różnicę między procesem zeolitu a procesem wymiany jonowej w formie tabelarycznej.
Podsumowanie – Proces zeolitowy kontra proces wymiany jonowej
Proces wymiany jonowej obejmuje wymianę jonów wapnia i magnezu w twardej wodzie z różnymi anionami lub kationami w wymiennikach. Ten proces jest ważny dla usuwania twardości z wody. Proces zeolitowy jest również kategorią procesów wymiany jonowej. Różnica między zeolitem a procesem wymiany jonowej polega na tym, że proces zeolitowy wykorzystuje zeolit mineralny jako żywicę wymieniającą kationy w twardej wodzie, podczas gdy proces wymiany jonowej może obejmować kilka różnych żywic do wymiany jonowej.
