تصفیه آبصنایع شیمیاییغذایی و دارویی

رزین کاتیونی چیست و چه کاربردی دارد؟

این مقاله شامل اطلاعات مفید و کاربردی درباره ویژگی‌ها، خواص و کاربرد رزین کاتیونی و موارد مصرف گوناگون آن است. همچنین اگر تصمیم به خرید رزین کاتیونی دارید، برای آگاهی یافتن از قیمت خرید و فروش رزین کاتیونی در بازار مواد شیمیایی می‌توانید از لیست پیشنهادی فروشندگان رزین کاتیونی در انتهای مقاله استفاده نمایید. حجم محصول، درصد خلوص، نرخ ارز و شرکت تولیدکننده به طور کلی از عوامل بسیار مهم در تعیین قیمت مواد شیمیایی هستند؛ قیمت رزین کاتیونی نیز تحت تاثیر این موارد است. لازم به ذکر است لیست فروشندگان پیشنهادی در پایان مقاله، همواره با اسامی معتبرترین شرکت‌های خوشنام و با سابقه فعال در زمینه فروش رزین کاتیونی به روزرسانی می‌شود.

رزین کاتیونی (Cation exchange resins) دانه های پلاستیکی کوچک و متخلخلی هستند که با یک بار ثابت شارژ شده اند. رزین کاتیونی برای تبادل یونی به منظور جداسازی یا حذف یونهای نامطلوب از مایعات و گازها بکار می رود.

در واقع تکنیک تبادل یونی با استفاده از رزین کاتیونی یا آنیونی در فرآیندهای مختلفی مانند تصفیه آب و فاضلاب، تکنیک های کروماتوگرافی، خالص سازی داروها و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

پاسخ به سوالات در نشریه جهان شیمی فیزیک

در ادامه این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک بشرح بیشتر این نوع رزین میپردازیم.

رزین کاتیونی چیست و چه کاربردی دارد؟

رزین تبادل یونی، رزین یا پلیمر است که به عنوان واسطه برای تبادل یونی عمل می کند. رزین ها از یک ساختار نامحلول با ریزدانه های کوچک با شعاع  ۰.۲۵- ۰.۵ میلی متر تولید شده اند که معمولا به رنگ سفید یا زرد هستند.

ریزدانه های بکار رفته در ساختار رزین های تبادل یونی متخلل و دارای مساحت داخلی زیادی هستند که با آزادسازی برخی یونها باعث به دام افتادن یونهایی با بار مخالف می شوند به همین دلیل به این فرآیند تبادل یونی گفته می شود.

در حال حاضر انواع مختلفی از رزین های تبادل یونی وجود دارد و بیشتر رزین های تجاری از پلی استایرن سولفونات ساخته شده اند.

رزین کاتیونی و آنیونی دو رزین رایج است که در فرآیند تبادل یونی مورد استفاده قرار می گیرد. 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. در ادامه به انواع رزین کاتیونی اشاره میکنیم.

رزین کاتیونی قوی

رزین کاتیونی قوی کاربردهای فراوانی دارند و به خصوص به عنوان نرم کننده در رفع یون های موجود در آب سخت مانند منیزیم (Mg +) یا کلسیم (Ca2 +) موثر است. انواع خاصی از این رزین های همچنین برای کاربردهایی که خواستار حذف باریم و رادیوم از آب آشامیدنی یا مایعات دیگر هستند، تولید شده است. رزین های کاتیونی توسط اکسیدان ها آسیب دیده و توسط آهن یا منگنز آلوده می شوند، بنابراین باید مراقب باشید تا رزین در معرض این مواد قرار نگیرد.

رزین کاتیونی ضعیف

رزین‌ کاتیونی ضعیف، کاتیون های مرتبط با قلیاها (سختی موقتی) را حذف می کنند و برای کاربردهای مینرال زدایی و دالکیلاسیون استفاده می شوند. علاوه بر این، رزین های کاتیونی ضعیف در برابر اکسیداسیون نسبتاً بالا مقاوم هستند و پایداری مکانیکی خوبی دارند که باعث می شود آنها برای جریان هایی که حاوی اکسیدان هایی مانند پراکسید هیدروژن و کلر هستند، انتخاب خوبی باشند.

کاربرد رزین کاتیونی

اصلی ترین کاربرد رزین کاتیونی از بین بردن سختی آب است و برای جایگزینی یون های منیزیم و کلسیم موجود در آب سخت از یون های سدیم استفاده می شود. هنگامی که رزین تازه است، در مکان های فعال خود حاوی یون های سدیم است.

در تماس با محلول حاوی یون‌های منیزیم و کلسیم (اما غلظت کم یون های سدیم)، یون های منیزیم و کلسیم ترجیحاً از محلول به مکان فعال روی رزین مهاجرت می کنند و در محلول توسط یون های سدیم جایگزین می شوند. این فرایند با غلظت بسیار کمتر یون های منیزیم و کلسیم در محلول نسبت به جریان اولیه به تعادل می رسد.

رزین را می توان از طریق شستشو با محلول حاوی غلظت بالای یون های سدیم دوباره شارژ کرد، به عنوان مثال محلولی که مقدار زیادی نمک معمولی (NaCl) در آن حل شده است. بدین ترتیب یون های کلسیم و منیزیم از رزین مهاجرت می کنند و تا زمانی که تعادل جدید حاصل شود و توسط یون های سدیم موجود در محلول جایگزین می شوند. معمولا از نمکی برای شارژ مجدد یک رزین تبادل یونی استفاده می شود، که خودش برای نرم کردن آب مورد استفاده قرار می گیرد.

شایان ذکر است که رزین های تبادل یون تصفیه آب خانگی معمولاً شارژ نمی شود و هنگامی که قابل استفاده نباشد باید دور انداخته شوند.

از رزین کاتیونی می توان برای حذف یونهای سمی مانند مس یا یونهای فلزی خطرناک مانند (به عنوان مثال سرب یا کادمیوم) استفاده کرد و آنها را با یون های بی اثر و کم خطر مانند سدیم و پتاسیم جایگزین می کند.

 

مواد شیمیایی مرتبط با رزین کاتیونی

 

توجه

آب با بالاترین خلوص برای لوازم الکترونیکی، آزمایش های علمی، تولید ابررساناها و صنایع هسته ای مورد نیاز است. چنین آبی با استفاده از فرآیندهای تبادل یونی یا ترکیبی از روش های تبادل یونی و غشایی تولید می شود.

تعداد کمی از رزین های تبادل یونی، کلر یا آلاینده های آلی را از آب خارج می کنند. این کار معمولاً با استفاده از فیلترهای ذغال فعال که با رزین مخلوط می شود، انجام می شود. با اینحال برخی از رزین های تبادل یونی وجود دارند که یون های آلی را حذف می کنند، مانند رزین های MIEX (تبادل یونی مغناطیسی).

رزین های تبادل یونی نه تنها برای کاتالیز واکنش های خاص بلکه در جداسازی و تصفیه مواد فعال دارویی در ساخت داروها مورد استفاده قرار می گیرند. سه رزین تبادل یونی، سدیم پلی استایرن سولفونات، کلستیپول و کلستیرامین به عنوان ترکیبات فعال استفاده می شوند.

پلی استایرن سولفونات سدیم یک رزین تبادل یونی به شدت اسیدی است و برای درمان هایپرکالمی استفاده می شود.

کلستیپول یک رزین تبادل یونی ضعیف بازی است و برای درمان فشار خون بالا استفاده می شود. کلستیرامین یک رزین تبادل یونی بازی قوی است و از آن برای درمان فشار خون بالا استفاده می شود. کلستيپول و کلستیرامین به صورت طبیعی در ترشحات صفراوی وجود دارند.

رزین های تبادل یونی همچنین به عنوان مواد تحریک کننده در فرمولاسیون داروهایی مانند قرص، کپسول، آدامس و سوسپانسیون استفاده می شود. در این مواد رزین تبادل یونی می تواند چندین کارکرد مختلف داشته باشد. ماسک کردن طعم، انتشار طولانی دارو در بدن، تغییر روند تجزیه قرص، افزایش دسترسی پذیری زیستی و بهبود پایداری شیمیایی ترکیبات فعال دارو برخی از این کارکردها می باشد.

فرق رزین کاتیونی و انیونی

رزین‌های تبادل کاتیونی و آنیونی هر دو دانه‌ های پلاستیکی کوچک و متخلخلی (تقریبا ۰.۵ میلی‌متر، که متفاوت است) هستند که با یک شارژ خاص ثابت می‌ شوند. این شارژ ثابت را نمی توان حذف کرد و بخشی از آرایش یا ساختار رزین است. هر مهره رزین همچنین باید حاوی یک ضد یون خنثی کننده باشد که بتواند به داخل و خارج از مهره حرکت کند که در طی فرآیند تبادل یونی با یونی با بار مشابه جایگزین می شود.

تفاوت اصلی رزین های کاتیونی و آنیونی در این است که یکی دارای بار مثبت (کاتیون) و دیگری بار منفی (آنیون) است. این باعث می شود آنها در از بین بردن انواع مختلف آلاینده ها (که بسته به اندازه و ترکیب شیمیایی آنها نیز متفاوت است) مفید باشند. دانه های رزین کاتیونی و آنیونی را می توان با هم (پیکربندی بستر مخلوط) یا در مخازن جداگانه (پیکربندی تخت دوقلو) بسته به نیاز تاسیسات و در صورت نیاز به حذف کامل یون های دارای بار مثبت و منفی استفاده کرد.

رزین‌های تبادل کاتیونی و آنیونی را می ‌توان به ‌عنوان آهنرباهای قدرتمندی در نظر گرفت که مواد معدنی آلوده را از آب منبع عبوری، توسط یک جاذبه الکترومغناطیسی جذب و نگه می‌ دارند. رزین های کاتیونی به طور طبیعی مجموعه خاصی از مواد معدنی را جذب می کنند، در حالی که رزین های آنیونی مجموعه دیگری از مواد معدنی را جذب می کنند.

دانه های رزین پلیمری به گونه ای پردازش می شوند که حاوی هزاران ترک کوچک هستند و در نتیجه سطح آنها افزایش می یابد. همانطور که آب منبع از میان دانه های رزین کاتیونی و آنیونی عبور می کند، مولکول های دارای مواد معدنی به بسیاری از سطوح مهره ها می چسبند. این کار تا زمانی ادامه می یابد که تمام دانه ها با مواد معدنی پوشانده شوند، در این زمان، رزین باید بازسازی شود که مواد معدنی را خارج می کند و رزین را به حالت پایه باز می گرداند.

رزین کاتیونی پرولایت

رزین کاتیونی پرولایت یکی از معروف ترین برندهای رزین و ساخت انگلیس است. رزین کاتیونی پرولایت برای سختی گیری بسیار مناسب است و  در کیسه های ۲۵ لیتری به فروش می رسد .

رزین ‌های کاتیونی از پرمصرف‌ ترین رزین‌ ها هستند زیرا در حذف کامل یون‌های سختی مانند منیزیم (Mg+) یا کلسیم (Ca2+) مؤثر هستند. انواع خاصی از رزین های کاتیونی نیز برای کاربردهایی که نیاز به حذف باریم و رادیوم از آب آشامیدنی یا دیگر جریان ها دارند، توسعه یافته اند. این رزین های ممکن است توسط اکسیدان ها آسیب ببینند و توسط آهن یا منگنز آلوده شوند، بنابراین باید مراقب بود که رزین در معرض این مواد قرار نگیرد.

رزین آنیونی

رزین ‌های تبادل آنیونی معمولا برای دمینرالیزاسیون، رقیق‌ سازی و سیلیس ‌زدایی و همچنین حذف کل کربن آلی (TOC) یا سایر مواد آلی بسته به نوع رزین استفاده می ‌شوند. آنها در انواع مختلفی موجود هستند که هر کدام مجموعه منحصر به فردی از مزایا و محدودیت ها را ارائه می دهند، اما به طور کلی، رزین های آنیونی به اندازه کافی قوی هستند تا اسیدهای قوی و ضعیف (از جمله اسید کربنیک و سیلیسیک) را حذف کنند.

رزین کاتیونی چیست

رزین‌ها از تجمع مولکول‌های بزرگ نامحلول تشکیل شده‌اند که بارهای منفی ثابتی را حمل می‌ کنند که به‌طور آزاد یون‌های دارای بار مثبت (کاتیون‌ها) را به هم متصل می‌ کنند. اینها به راحتی با کاتیون ها در محیط سیال تبادل می کنند که بستگی به میل آنها به رزین و غلظت آنها دارد.

انواع رزین تبادل یونی

همه رزین ها دارای گروه های واکنش پذیرOH، COOH،  HSO3 در سایت های تبادل هستند. یون حساس یک یون هیدروژن در مبدل های کاتیونی و یک آنیون مناسب در رزین های تبادل آنیونی است. رزین ‌های دارای گروه‌های سولفونیک یا گروه‌های آمین چهارتایی به شدت یونیزه، نامحلول و واکنش ‌پذیر هستند. بسته به نوع یون‌های حساسی که توسط رزین‌ها مبادله می‌شوند، به‌عنوان رزین تبادل کاتیونی و آنیونی طبقه‌بندی می‌شوند.

یک رزین تبادل کاتیونی مصنوعی رایج از پلیمریزاسیون استایرن و مقدار کمی دی وینیل بنزن و به دنبال آن سولفوناسیون به دست می آید. سدیم پلی استایرن سولفونات، سدیم زیرکونیوم سیکلوسیلیکات نمونه هایی از رزین تبادل کاتیونی هستند. به طور معمول، H+ کاتیون قابل تعویض در این نوع رزین است. وقتی آن را با یون های Na+ درمان می کنیم، یون H+ با یون Na+ جایگزین می شود.

برای نرم شدن آب، از زئولیت های طبیعی یا مصنوعی به عنوان رزین تبادل کاتیونی مصنوعی استفاده کردیم، زیرا آنها چندین بار بازسازی می شوند.

این گونه از رزین های تبادل کاتیونی حاوی گروه های اسیدی مانندHSO3، پلی استایرن سولفونات سدیم و سیکلوسیلیکات سدیم زیرکونیوم نمونه هایی از رزین تبادل کاتیونی اسیدی قوی هستند. معمولا رزین تبادل کاتیونی اسیدی ضعیف حاوی گروه کربوکسیلیک اسید است.

قیمت رزین کاتیونی

قیمت خرید و فروش رزین کاتیونی برحسب درصد آن در بازار متفاوت است و شما می توانید از طریق شرکت های معتبری که در ادامه معرفی می شوند، با بهترین قیمت، اقدام به خرید رزین کاتیونی نمایید. همانطور که گفته شد درصد خلوص، حجم و نرخ ارز مواد شیمیایی از عوامل بسیار مهم در تعیین قیمت آن ها هستند. در مورد رزین کاتیونی نیز شرایط به همین صورت است. برند شرکت تولیدکننده  نیز عامل مهم دیگری در تعیین قیمت رزین کاتیونی است.

فروش ‌رزین کاتیونی

شما می‌توانید برای اطلاع از قیمت خرید و فروش رزین کاتیونی از لیست فروشندگان پیشنهادی در قسمت بعد استفاده نمایید. این لیست شامل معتبرترین خریداران و فروشندگان رزین کاتیونی در بازار مواد شیمیایی است. برای آگاهی از اطلاعات تماس، حوزه فعالیت، آدرس، تلفن و سایر کانال های ارتباطی فروشنده موردنظر، تنها کافی است روی گزینه «اطلاعات تماس» کلیک کنید.

 

خرید رزین کاتیونی

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا