تصفیه آبغذایی و داروییکشاورزی و دامپروری

رزین آنیونی چیست و چه کاربردی دارد؟

رزین آنیونی  (Anion exchange resins) از یک ماتریس پلیمری تشکیل شده است که گروه های عملکردی به آن متصل شده اند. رزین آنیونی بازهای ضعیفی هستند که حاوی آمین های گروه سوم بوده و در موارد معدودی شامل آمین های اولیه و ثانویه نیز می باشند. ذر این مقاله وبسایت نشریه جهان شیمی فیزیک شما را بار رزین آنیونی بیشتر آشنا می کند.

از یک بستر رزین می توان برای از بین بردن یون های ناخواسته از یک محلول یا برای جمع آوری یک ماده معدنی ارزشمند از آب که بعداً می توان آن را استخراج کرد ، استفاده کرد.

نمونه ای از کاربردهای رزین ها حذف یون های ناخواسته از پساب کارخانه های ذوب فلزات ، از بین بردن مایع از آب پنیر مورد استفاده برای تولید محصولات لبنی خاص و حذف نمک از آب میوه ها است. از رزین های کاتیونی قوی به شکل هیدروژن برای هیدرولیز نشاسته و ساکارز استفاده می شود. رزین ها همچنین در آزمایشگاه ها کاربرد گسترده ای دارند و با ملاحظات اقتصادی می توان از آنها برای حذف یون های تداخل کننده در حین تجزیه و تحلیل استفاده کرد.

قیمت خرید و فروش رزین آنیونی

رزین آنیونی بسته به شرکت تولیدی و وزن بسته بندی با قیمت های مختلفی خرید و فروش می شود و شما می توانید انواع رزین های آنیونی و کاتیونی را به صورت حضوری یا اینترنتی از شرکت های فروش مواد شمیایی خریداری نمایید. قیمت رزین های  کاتیونی و آنیونی  به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد.

رزین آنیونی چیست و چه کاربردی دارد؟

رزین آنیونی و رزین کاتیونی دو رزین رایج هستند که در فرآیند تبادل یون مورد استفاده قرار می گیرند. در حالی که رزین های آنیونی یون های با بار منفی را جذب می کنند ، رزین های کاتیون یون های با بار مثبت را به خود جذب می کنند.

یک رزین یا پلیمر تبادل یون، ساختاری است که به عنوان واسطه برای تبادل یونی مورد استفاده قرار می گیرد. رزین های تبادل یون معمولا به شکل میکروبیدهای کوچک (۰.۲۵-۰.۵ میلی متر شعاع) و به رنگ سفید یا زرد ساخته می شوند. تخلل موجود در ساختار رزین ها باعث افزایش مساحت داخلی و در نتیجه به دام افتادن یونهای با بار مخالف می شود.

رزین های تبادل یونی بطور گسترده ای در فرآیندهای جداسازی ، تصفیه و رفع آلودگی های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند و برای چنین فرآیندهای به عنوان جایگزین انعطاف پذیرتر زئولیت های طبیعی یا مصنوعی معرفی می شوند.

نکاتی در رابطه با رزینهای آنیونی

رزینهای آنیونی ممکن است بازهای به شدت قوی یا ضعیف  باشند. رزینهای آنیونی بازی قوی بار منفی خود را در طیف وسیعی از pH حفظ می کنند ، در حالی که نوع بازی ضعیف در سطوح بالاتر pH خنثی می شوند.

رزین های بازی ضعیف بار خود را در pH بالا حفظ نمی کنند زیرا آنها در این سطوح دپروتونه می شوند. با این وجود ، آنها پایداری مکانیکی و شیمیایی خوبی دارند که همراه با میزان بالای تبادل یونی ، باعث می شود رزینهای آنیونی بازی ضعیف برای نمک های آلی مناسب باشند.

در رابطه با رزینهای آنیونی ، بازسازی به طور معمول شامل تصفیه رزین با یک محلول کاملاً بازی مانند هیدروکسید سدیم محلول است. در طول احیا ، ماده شیمیایی احیا کننده از رزین عبور داده می شود  تا یون های منفی به دام افتاده بیرون آمده و ظرفیت تبادل  یون دوباره تجدید شود.

رزین آنیونی چیست و چه کاربردی دارد؟
رزین آنیونی چیست و چه کاربردی دارد؟

انواع رزین آنیونی

رزین آنیونی قوی

رزینهای آنیونی قوی به طور معمول برای دمینرالیزاسیون ، دالکالیزاسیون ، دسیلیکاسیون و همچنین از بین بردن کربن آلی کل (TOC) یا سایر ترکیبات ارگانیک ها بسته به نوع رزین مورد استفاده قرار می گیرد.

این رزین ها در انواع مختلفی موجود هستند  که هر یک مجموعه ای از مزایا و محدودیت های منحصر به فرد را ارائه می دهند ، اما به طور کلی رزین های آنیونی قوی به اندازه کافی قوی هستند تا اسیدهای قوی و ضعیف را (از جمله کربن و اسید سیلیسیک) حذف کنند.

رزین آنیونی ضعیف

رزینهای آنیونی ضعیف اغلب همراه با رزین های آنیونی قوی برای دمینرالیزاسیون جفت می شوند زیرا آنها فقط آنیونهای قوی تر (مانند کلرید و سولفات) را حذف می کنند و قادر به حذف آنیونهای اسیدهای ضعیف مانند دی اکسید کربن و سیلیس نیستند.

این عمل برای تسهیلاتی که مایل به حذف اسیدهای قوی و حفظ اسیدهای ضعیف تر هستتد سودمند است ، اما اغلب رزین های آنیونی ضعیف و قوی به طور مشترک برای تکمیل یک فرآیند دمینرالیزاسیون مورد استفاده قرار می گیرند.

کاربردهای رزین آنیونی

فرآیند تبادل یونی علاوه بر تصفیه آب و رنگبری شربت قند و دمینرالیزاسیون برای جداسازی و تصفیه فلزات از جمله جدا سازی اورانیوم از پلوتونیوم و سایر اکتینیدها از جمله توریم نیز استفاده می شود.

تکنیک تبادل یون سالهاست که تنها روش عملی برای جدا کردن فلزات قلیایی نادر در مقادیر بالاست. این کاربرد در دهه ۱۹۴۰ توسط فرانک اسپینگینگ توسعه یافت. پس از آن برای استخراج حلال اکثراً از رزینهای تبادل یونی به جز برای محصولات با بالاترین خلوص استفاده می شود.

از این روش همچنین برای جدا کردن مجموعه های از عناصر شیمیایی بسیار مشابه مانند زیرکونیوم و هافنیوم استفاده می شود که ً برای صنعت هسته ای بسیار مهم است. زیرکونیوم عملاً نسبت به نوترونهای آزاد بسیار شفاف است و در ساخت راکتورها استفاده می شود ، اما هافنیوم یک جاذب بسیار قوی نوترون ها است که در میله های کنترل راکتور مورد استفاده قرار می گیرد

از رزین های تبادل یونی همچنین  در تولید شکر از منابع مختلف استفاده می شود. از آنها برای کمک به تبدیل یک نوع قند به قند دیگر و برای تجزیه و تصفیه شربت های قندی استفاده می شود.

از رزین های تبادل یون در تولید آبمیوه هایی مانند آب پرتقال و زغال اخته نیز استفاده می شود تا اجزای مزه دار و تلخ  از هم جدا شده و طعم آنها بهبود یابد. این تکنیک اجازه می دهد تا از میوه های ترش یا میوه های بی مزه تر برای تولید آب میوه مورد استفاده قرار گیرند.

رزین آنیونی چیست و چه کاربردی دارد؟
رزین آنیونی چیست و چه کاربردی دارد؟

کاربرد رزین آنیونی در سختی گیری آب

برای رفع سختی آب از رزین های تبادل یونی برای جایگزینی یونهای سدیم با یونهای منیزیم و کلسیم موجود در آب سخت استفاده می شود. وقتی رزین تازه است ، در محل های فعال خود حاوی یون های سدیم است. در تماس با محلول حاوی یون های منیزیم و کلسیم (اما غلظت کم یونهای سدیم) ، یون های منیزیم و کلسیم ترجیحاً از محلول به مکان های فعال روی رزین مهاجرت می کنند و در محلول با یون های سدیم جایگزین می شوند. این فرآیند با غلظت بسیار کمتری از یون های منیزیم و کلسیم در محلول به تعادل می رسد. سپس رزین را با محلول حاوی سدیم بالا مانند نمک طعام غلیظ مجددا شارژ می کنند.

کاربرد رزین آنیونی در تصفیه آب

رزین ها در صنایع تصفیه آب برای حذف یون های سمی و فلزات خطرناک مانند سرب یا کادمیوم استفاده می شوند که برای سلامتی خطرناک هستند و آنها را با یون های بی خطر سدیم و پتاسیم جایگزین می کنند.

برخی از رزین های تبادل یونی به حذف کلر یا آلاینده های آلی از آب کمک می کنند. این کار معمولاً با استفاده از فیلتر ذغال فعال فعال شده با رزین انجام می شود. آب تصفیه شده با فرایندهای تبادل یونی یا ترکیبی از روش های تبادل یونی و غشایی با بالاترین خلوص برای وسایل الکترونیکی ، آزمایش های علمی ، تولید ابررساناها و صنایع هسته ای و غیره مورد نیاز است.

کاربرد رزین آنیونی در داروسازی

از دیگر کاربردهای رزین های تبادل یونی جداسازی و تصفیه مواد فعال دارویی در داروسازی است. بطور معمول از ۳ رزین تبادل یونی ، سدیم پلی استایرن سولفونات ، کلستیپول و کلستیرامین در این زمینه استفاده می شود. به عنوان مثال سدیم پلی استایرن سولفونات یک رزین تبادل یونی به شدت اسیدی است و در بیمارستان برای درمان هایپرکالمی استفاده می شود. کلستیپول و کلستیرامین رزین های تبادل یونی هستند که برای درمان هایپرکلسترولمی مورد استفاده قرار می گیرد.

رزین های به عنوان مواد افزودنی در فرمولاسیون های دارویی مانند قرص ، کپسول ، صمغ و سوسپانسیون استفاده می شوند و به پوشاندن طعم ، انتشار طولانی مدت ، تجزیه قرص ، افزایش فراهمی زیستی و بهبود ثبات شیمیایی مواد فعال در داروها کمک می کنند.

کلاتورهای پلیمری انتخابی برای درمان نگهدارنده برخی از آسیب ها هستند جایی که تجمع یون مزمن رخ می دهد ، مانند بیماری ویلسون  یا هموکروماتوز ارثی (تجمع بیش از حد آهن در بدن ). این پلیمرها برای ایجاد مجتمع های پایدار با Fe2 + و Fe3 + در GIT طراحی شده اند و بنابراین با جذب این یون ها از تجمع طولانی مدت آنها را محدود می کنند. اگرچه این روش بر خلاف کلاتورهای مولکولی کوچک (دفراسیروکس ، دپریپرون ، یا دفروکسامین) فقط یک اثر محدود دارد اما اثر درمانی را افزایش می دهد.

رزین آنیونی چیست و چه کاربردی دارد؟
رزین آنیونی چیست و چه کاربردی دارد؟

کاربرد رزین آنیونی در جداسازی فلزات

فرآیندهای تبادل یونی برای جداسازی و تصفیه فلزات از جمله جدا کردن اورانیوم از پلوتونیوم و سایر اکتینیدها  از جمله توریم ، استفاده می شود. از این روش برای جداسازی فلزات قلیایی خاکی کمیاب ، لانتانیدها و اکتینیدها نیز استفاده می شود زیرا اعضای هر خانواده دارای خصوصیات شیمیایی و فیزیکی بسیار مشابهی هستند. تبادل یونی برای سال ها تنها روش عملی برای جداسازی فالزات قلیایی خاکی نادر در مقادیر زیاد بود.

این روش برای جداسازی پلوتونیوم و اورانیوم از مواد سوخت مصرف شده از یک راکتور هسته ای و برای دفع مواد زائد استفاده می شود. سپس  پلوتونیوم و اورانیوم برای ساخت مواد انرژی هسته ای مانند سوخت راکتور جدید و سلاح های هسته ای مورد استفاده قرار می گیرند.

رزین های تبادل یونی نیز یک جز اساسی در استخراج اورانیوم لیچ درجا هستند. بازیابی درجا شامل استخراج آب حامل اورانیوم از طریق دانه های رزین است سپس رزین های پر از اورانیوم به یک کارخانه فرآوری منتقل می شوند و مورد بازیابی قرار می گیرند.

تشخیص فرسودگی رزین آنیونی

وقتی بیشتر یون های موجود در رزین توسط یونهایی که از محلول خارج می شوند جایگزین شده اند ، یک رزین در حال اتمام است. فرسودگی توسط یک سلول رسانای الکتریکی نصب شده در خروجی شناسایی می شود. هنگامی که رسانایی افزایش می یابد که نشان دهنده عبور یون هاست می توان به طور خودکار چرخه بازسازی را آغاز کرد. با استفاده از واحدهای کوچک رزین می توان یک نشانگر pH  را روی رزین آنیون یک کارتریج بستر قرار داد. فرسودگی را می توان از طرف شفاف کارتریج بررسی کرد وقتی یونهای قلیایی رزین آنیونی به شکل یک نمک خنثی تبدیل می شوند. احیای رزین آنیونی به روش های مختلفی انجام می شود.

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا