이봐! ION Exchange Systems의 공급 업체로서, 나는 종종 양이온과 음이온 교환 시스템의 차이에 대해 질문받습니다. 따라서 이해하기 쉬운 방식으로 바로 뛰어 들고이 두 가지 유형의 시스템을 분해합시다.
먼저, 이온 교환이 무엇인지에 대해 이야기합시다. 이온 교환은 용액의 이온이 불용성 매트릭스에 부착 된 유사한 전하의 다른 이온에 대해 교환되는 공정이다. 이 매트릭스는 일반적으로 수지이며 Ion Exchange 시스템의 핵심 부분입니다. ION Exchange의 목표는 용액에서 특정 이온을 제거하거나 교체하는 것인데, 이는 수처리와 같은 다양한 응용 분야에서 매우 유용 할 수 있습니다.
양이온 교환 시스템
양이온 교환 시스템부터 시작하겠습니다. 양이온은 양으로 하전 된 이온입니다. 양이온 교환 시스템에서 시스템의 수지는 부정적인 하전 부위를 가지고 있습니다. 이 사이트는 시스템을 통과하는 솔루션에서 양이온을 유치하고 유지합니다.
자석처럼 생각하십시오. 음으로 하전 된 수지 부위는 자석의 북극과 같으며 양으로 하전 된 양이온은 남극과 같습니다. 그들은 자연스럽게 서로 끌고 있습니다. 물 또는 다른 용액이 양이온 교환 시스템을 통해 흐르면 용액의 양이온이 수지에 달라 붙고 수지에 이미 부착 된 다른 양이온이 용액으로 방출됩니다.
양이온 교환 시스템의 일반적인 사용 중 하나는 연수에 있습니다. 경수에는 많은 칼슘과 마그네슘 양이온이 포함되어 있습니다. 경수가 양이온 교환 연수기를 통과하면 칼슘과 마그네슘 양이온은 수지의 나트륨 양이온으로 교환됩니다. 이것은 물이 더 이상 단단한 물이 없기 때문에 물을 "부드럽게"만듭니다.
또 다른 응용 분야는 금속 정화에 있습니다. 예를 들어, 일부 산업 공정에서 양이온 교환 시스템을 사용하여 금속 양이온을 솔루션과 분리하고 정제 할 수 있습니다. 관심있는 특정 금속 양이온은 수지에 결합하고 다른 원치 않는 양이온을 세척 할 수 있습니다.
음이온 교환 시스템
이제 음이온 교환 시스템으로 넘어 갑시다. 음이온은 음으로 하전 된 이온입니다. 음이온 교환 시스템에서 수지는 긍정적으로 하전 된 부위를 가지고 있습니다. 이 부위는 용액에서 음이온을 끌어 들이고 붙잡고 있습니다.
양이온 교환 시스템과 마찬가지로 자석과 비슷합니다. 긍정적으로 하전 된 수지 부위는 음으로 하전 된 음이온을 끌어냅니다. 용액이 음이온 교환 시스템을 통해 흐를 때, 용액의 음이온은 수지에 달라 붙이고 수지에 이미 부착 된 다른 음이온이 용액으로 방출됩니다.
음이온 교환 시스템은 종종 물에서 오염 물질을 제거하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 물에서 질산염, 황산염 및 클로라이드 음이온을 제거하는 데 사용될 수 있습니다. 경우에 따라, 그들은 또한 물에 색과 냄새 문제를 일으킬 수있는 humic acid와 같은 유기 음이온을 제거하는 데 사용됩니다.
식품 및 음료 산업에서 음이온 교환 시스템을 사용하여 제품을 정화 할 수 있습니다. 예를 들어, 과일 주스 나 다른 음료에서 원치 않는 음이온을 제거하여 맛과 품질을 향상시키는 데 사용될 수 있습니다.
주요 차이점
그들이 교환하는 이온의 전하
양이온과 음이온 교환 시스템의 가장 명백한 차이점은 그들이 다루는 이온의 전하입니다. 양이온 교환 시스템은 양으로 하전 된 양이온과 함께 작동하는 반면 음이온 교환 시스템은 음으로 하전 된 음이온과 함께 작동합니다. 이것은 용액에서 다양한 유형의 오염 물질 또는 물질을 표적화하도록 설계되었음을 의미합니다.
수지 특성
양이온 및 음이온 교환 시스템에 사용되는 수지는 다른 특성을 갖는다. 양이온 교환 수지는 기능적 그룹을 음전으로 하전하는 반면, 음이온 교환 수지는 긍정적으로 하전 된 기능 그룹을 갖는다. 이러한 다른 기능 그룹은 수지가 유인하고 교환 할 이온을 결정합니다.
재생 과정
양이온 및 음이온 교환 시스템의 재생 공정도 다릅니다. 양이온 교환 시스템에서, 수지는 일반적으로 염산 또는 황산과 같은 강산 용액으로 재생된다. 산은 현재 수지에 부착 된 양이온을 대체 할 수있는 다수의 수소 또는 나트륨 양이온을 제공합니다.
음이온 교환 시스템에서, 수지는 일반적으로 수산화 나트륨과 같은 강한 염기의 용액으로 재생된다. 염기는 현재 수지에 부착 된 음이온을 대체 할 수있는 다수의 수산화 음이온을 제공합니다.
다른 산업의 응용
수처리
수처리 산업에서 양이온 및 음이온 교환 시스템 모두 중요한 역할을합니다. 앞에서 언급했듯이 양이온 교환은 연수에 적합합니다. 그러나 음이온 교환은 질산염과 같은 오염 물질을 제거 하는데도 중요하며, 이는 높은 수준의 식수에 존재하면 유해 할 수 있습니다.
을 위한해수 담수화 시스템, 양이온 및 음이온 교환 시스템의 조합이 사용될 수있다. 해수에는 다양한 양이온과 음이온이 포함되어 있으며, 이온 교환은 물을 음주 또는 산업용으로 적합하게하기 위해 이들 중 다수를 제거하는 데 도움이 될 수 있습니다.
응축수 수처리또한 두 유형의 이온 교환의 혜택도 있습니다. 응축수는 금속 양이온 및 음이온 성 오염 물질을 함유 할 수 있으며, 이온 교환 시스템을 사용하여 공정에서 재사용하거나 물 공급으로 반환 할 수 있도록 정화 할 수 있습니다.
제약 산업
제약 산업에서는 양이온 및 음이온 교환 시스템이 모두 약물 정제에 사용됩니다. 양이온 교환은 양으로 하전 된 약물 분자를 분리하고 정제하는 데 사용될 수 있으며, 음이온 교환은 음으로 하전 된 것들에 사용될 수 있습니다. 이것은 최종 제약 제품의 순도와 품질을 보장하는 데 도움이됩니다.
음식 및 음료 산업
앞에서 언급했듯이 양이온 교환은 음식과 음료의 맛이나 안정성에 영향을 줄 수있는 금속 양이온을 제거하는 데 사용될 수 있습니다. 음이온 교환은 설페이트와 같은 음이온 성 오염 물질을 제거하는 데 사용될 수 있으며, 이는 제품의 품질에도 영향을 줄 수 있습니다.뇌한 물 담수화식품 및 음료 산업에서 이온 교환을 사용할 수있는 또 다른 영역, 특히 소스 물이 괄호 인 경우.
올바른 시스템을 선택합니다
양이온과 음이온 교환 시스템 중에서 선택할 때 실제로 달성하려는 것에 달려 있습니다. 제거하거나 교체하려는 긍정적으로 하전 된 이온이 많이있는 솔루션을 다루는 경우 양이온 교환 시스템이 갈 수 있습니다. 반면에, 솔루션에 제거 또는 교체 해야하는 음으로 하전 된 이온이 많이 있으면 음이온 교환 시스템이 더 나은 선택입니다.
어떤 경우에는 둘 다 필요할 수도 있습니다. 예를 들어, 포괄적 인 수처리 시스템에서 양이온 교환 시스템을 사용하여 하드 양이온과 음이온 교환 시스템을 제거하여 음이온 성 오염 물질을 제거 할 수 있습니다.
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참조
- Helfferich, F. (1962). 이온 교환. 맥그로 - 힐.
- Snoeyink, VL, & Jenkins, D. (1980). 물 화학. 와일리 - 비교.
- AWWA (American Water Works Association). (2017). 수질 및 처리 : 커뮤니티 워터 공급 핸드북. 맥그로 - 힐 교육.
따라서 그것은 양이온과 음이온 교환 시스템의 차이점에 대한 랩입니다. 이 블로그 가이 두 가지 중요한 유형의 이온 교환 시스템을 더 잘 이해하는 데 도움이 되었기를 바랍니다.