Hạt nhựa trao đổi Ion là gì?
Hạt trao đổi ion là những hạt nhựa không hòa tan được trong nước, nhưng có thể giúp loại bỏ các tạp chất ion. Hơn nữa thay thế bằng các ion khác có cùng điện tích mà không làm thay đổi tính chất vật lý của nước.
Chúng có cấu tạo được chia thành 2 phần:
- Polymer – gốc của chất trao đổi ion.
- Nhóm ion dùng để trao đổi.
Hạt nhựa trao đổi cation có tính axit mạnh
Hạt chứa lượng lớn các loại nhựa nhóm axit mạnh SO3H, dễ dàng phân tách H+ trong dung dịch. Sau khi phân ly nhựa, chứa các nhóm tích điện âm như SO3- và có thể hấp thu các cation khác. Cả 2 phản ứng nhựa H+ cation trao đổi trong dung dịch.
Hạt trao đổi cation có tính axit yếu
Hạt chứa các nhóm axit yếu như carboxyl- COOH, có thể phân ly H+ và nước có tính axit. Hạt trao đổi cation có tính axit yếu được phân ly còn lại nhóm tích điện âm như R -COO- (R là một nhóm hydrocarbon), kết hợp với một giải pháp có khả năng hấp thu các cation khác, dẫn tới trao đổi cation.
Hạt nhựa trao đổi anion có tính kiềm mạnh
Hạt chứa các nhóm mạnh cơ bản như amin bậc bốn (hay còn gọi là bốn amin) -NR3OH (R là một nhóm hydrocarbon), để phân ly OH- trong nước.
Chúng có thể hấp thu các nhóm tích điện dương kết hợp với anion trong dung dịch, dẫn đến hiệu ứng trao đổi anion. Loại nhựa này có tính phân ly mạnh mẽ và có thể làm việc ở nhiều mức pH khác nhau và tái sinh với một chất kiềm mạnh.
Hạt trao đổi anion có tính kiềm yếu
Hạt chứa một nhóm kiềm yếu, như amin bậc một. -NH2, hay -NHR và -NR2 có thể phân ly trong nước và OH-, kiềm yếu.
Nhựa anion kiềm yếu có khả năng hấp thu các nhóm tích điện dương trong dung dịch dẫn đến hiệu ứng trao đổi anion. Chúng chỉ làm việc trong điều kiện trung tính hoặc axit. Loại hạt này thường dùng Na2CO3, NH4OH để tái sinh.
Làm mềm nước
Hạt nhựa trao đổi ion có nhiệm vụ thay thế các hạt ion Ca2+ và Mg2+ bằng các ion vô hại như Na+, K+ để giảm độ cứng của nước. Quá trình này diễn ra liên tục và đạt đến trạng thái cân bằng khi nồng độ ion magiê và canxi đạt đến mức tối thiểu.
Ion Natri trong nhựa sẽ bị cạn kiệt trong nhựa trao đổi các ion. Khi đó, nhựa có thể được nạp lại bằng cách tái sinh bằng dung dịch chứa nồng độ ion natri cao (99%). Các ion cứng di chuyển từ nhựa, được thay thế bằng các ion natri cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng mới.
Nước làm mềm là loại nước lý tưởng để ăn uống, sinh hoạt, sử dụng trong lò hơi, và các ứng dụng cấp nước công nghiệp khác. Sử dụng hạt trao đổi các ion để làm mềm nước là giải pháp hiệu quả và tiết kiệm nhất hiện nay.
Tách lọc những ion không mong muốn
Trong ứng dụng này, nhựa trao đổi ion được sử dụng để loại bỏ các ion độc tố (đồng) hoặc kim loại nặng (chì, cadmium) khỏi dung dịch, và thay thế chúng bằng các ion vô hại hơn như natri và kali.
Lưu ý: nhựa trao đổi ion không loại bỏ Clo hoặc các chất ô nhiễm hữu cơ khỏi nước. Yếu tố ô nhiễm này cần được xử lý bằng bộ lọc than hoạt tính kết hợp với nhựa trao đổi.
Bình lọc nước BRITA với lõi lọc MAXTRA+ kết hợp cả hai thành phần hạt nhựa trao đổi ion và than hoạt tính gáo dừa giúp loại bỏ 99,9% kim loại nặng như tạp chất đồng, chì, khử mùi Clorua có hại trong nước và đặc biệt có tác dụng làm mềm nước, loại bỏ cặn vôi tồn đọng để đảm bảo nước ngon tinh khiết, đạt chuẩn an toàn.
