Ioncsere

Ioncsere az a heterogén kémiai folyamat, amelyben a különböző fázisban - szilárd- és folyadékfázisban - levő, azonos töltésű ionok helyet cserélnek.

Az ioncserélők az olyan szilárd halmazállapotú anyagok, amelyek elektrolitból pozitív, vagy negatív ionokat képesek megkötni és ugyanakkor azokkal egyenértékű, de más anyagi minőségű ionokat az oldatba juttatni.

Az ioncserélő anyag minőségétől függően anion- és kationcserélő anyagokat különböztetünk meg.

Ioncserére képes anyagok a természetben is előfordulnak. Ilyen szervetlen anyag például a zeolit és a bentonit. A környezetvédelmi eljárások során használt ioncserélő anyagok többsége polimerizált műgyanta, úgynevezett gyöngypolimer formában kerül kereskedelmi forgalomba. A szilárd szemcsés ioncserélő anyagok szilárd sónak, savnak, bázisnak tekinthetők. Az ioncserélő műgyanták térhálós szerkezetű szerves molekulavázból állnak, amelyen disszociációra képes aktív csoportok foglalnak helyet.

• Gyengén savas, pl.: -COO^-
• Erősen savas kationcserélő gyanta, pl.: -SO−3
• Gyengén bázisos, pl.: -NH+3
• Közepes báziserősségű
• Erősen bázisos anioncserélő gyanta, pl.: -NR+3

Az ioncserélők gyakorlati alkalmazása azon alapszik, hogy az egyes ionokat különböző erősséggel kötik meg, és nem minden iont kötnek meg, tehát szelektívek.

• Az erősen savas ioncserélők általában nem szelektívek. A kationok kötéserősségének sorrendje:

H⁺ < Na⁺ < NH+4 < K⁺ < Mg²⁺ < Ca²⁺ < Al³⁺

A kötéserősség az ionok töltésszámának növekedésével nő.

• A gyengén savas ioncserélők kötési sorrendje:

K⁺ < Na⁺ < Mg²⁺ < Ca²⁺ < H⁺

• Az erősen bázisos ioncserélők kötési sorrendje:

OH^- < HCO−3 < Cl^- < CO2−3 < SiO2−3 < SO2−4

• A gyengén bázisos ioncserélők kötési sorrendje:

HCO−3 < CO2−3 < SiO2−3 < Cl^- < SO2−4 < OH^-

• (letölthető doc file)^{[halott link]}

• Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium: Környezettechnika I.