خصائص التبادل الأيوني

تسمى التفاعلات الكيميائية الناتجة عن تفاعل المواد غير القابلة للذوبان بشحنتها السالبة أو الموجبة مع المحاليل الأيونية (أيونات موجبة أو سالبة ذائبة في الماء)، مما يؤدي لاستبدال أيوناتها بأيونات أخرى بتفاعلات التبادل الأيوني (بالإنجليزية: Ion Exchange)، ويساعد هذا النوع بفصل الأيونات عن المحاليل أو عن بعضها البعض.

ويستخدم نوع خاص من البوليمرات تمتلك قوة أيونية كبيرة في تطبيقات التبادل الأيوني تتميز بالعديد من الخصائص منها:

تتواجد البوليمرات بأحجام مختلفة على شكل طبقات متعددة كروية الشكل.
البوليمرات قادرة على سحب كميات كبيرة من الماء خلال التفاعل مما يؤدي لانتفاخها وانكماشها باستمرار.
يعتمد الاستقرار المادي للبوليمرات على صلابة المادة المكونة لها، وتكرار عملية التمدد والانكماش، إذ يسبب ذلك تحلل البوليمر كيميائيًا بالإضافة لتأثر المبادلات بالترسبات المتكونة في المحلول مما يؤدي لفقدان قدرتها على أداء وظيفتها.
تختلف سعة البوليمرات في التفاعلات الكيميائية أي قدرتها على الامتصاص، ويمكن قياسها بحسب وزنها الجاف، وزنها الرطب، حجمها الرطب.
تتواجد البوليمرات بنوعين مسامي وهلامي وتصنف حسب نوع الشحنة إلى مبادلات موجبة (Cations)، أو مبادلات سالبة (Anions).
تتكون البوليمرات المستخدمة في عمليات الفصل من مركبات عضوية أو غير عضوية.
تعمل البوليمرات كوسيط في التفاعل، لذا تصنع من مواد غير قابلة للذوبان في المحاليل الكيميائية، وتساعد في حجز الأيونات والسماح لأنواع محددة بالخروج.
بعض أنواع البوليمرات قادرة على تبادل الشحنة السالبة والموجبة في وقت واحد.
تصنع بوليمرات التبادل الأيوني من وحدات أحادية أو ثنائية تتشابك على شكل مصفوفات ضمن عملية تسمى بالبلمرة، وأشهر أنواعها البوليسترين، وتتواجد بأشكال متنوعة أكثر استقرارًا.

تطبيقات التبادل الأيوني

تعتبر معالجة المياه وتنقيتها إحدى أكثر التطبيقات شيوعًا لاستعمال تفاعل التبادل الأيوني، وهو تفاعل كيميائي لإزالة العناصر المذابة غير المرغوب بها من الماء كالمعادن السامة والنترات والكبريت والمركبات القاعدية واستبدالها بأيونات أخرى تمتلك شحنة مماثلة.

ويقصد بالأيونات الذرات أو الجزيئات المشحونة، وتساهم هذه العملية في معالجة مياه الصرف الصحي والمياه الملوثة.

إزالة الأيونات الملوثة للمياه

يتم إزالة الأيونات المشحونة غير المرغوب بها عند معالجة المياه بحدوث تبادل بين البوليمرات الصلبة والمواد الذائبة في الماء، فتستبدل الجزيئات المرغوبة الموجودة في البوليمر (الصوديوم عادةً) مع الملوثات موجبة الشحنة لإزالتها من الماء.

أما في عملية التبادل لإزالة الملوثات سالبة الشحنة فيستبدل الفلورايد أو النترات بأيون الكلور الذي يساعد في تعقيم المياه، وتعتبر هذه الطريقة مناسبة لإزالة الأيونات منخفضة التركيز مثل أيون البورون من مياه الآبار.

تنقية المعادن

تستعمل المبادلات الأيونية في عملية تنقية المعادن مثل البلوتونيوم و اليورانيوم ، كما تساهم تفاعلات التبادل الأيوني في معالجة الوقود النووي والنفايات المشعة، ومن تطبيقاتها الشائعة كذلك تنقية المضادات الحيوية طبيعية المصدر للتخلص من طعمها ورائحتها غير المرغوب بها عند صناعة الأدوية.

صناعة الأغذية

تستخدم البوليمرات في صناعة الأغذية والمشروبات من المصادر الطبيعية لتحسين مذاقها والتخلص من المركبات غير المرغوب بها، وذلك بمعالجة المياه المستخدمة في التصنيع بإزالة المعادن قليلة التركيز.

2023-12-1418تعليم

مزيد من المشاركات

من هو ولي العهد الأردني

ولي العهد الحسين بن عبد الله الثاني يعدّ الأمير الحسين بن عبد الله الثاني ولي عهد المملكة الأردنية الهاشمية، فهو الابن الأكبر للملك عبد الله الثاني بن الحسين، وقد تمّ تعيينه من قِبل الملك في الثاني من شهر تمّوز من عام 2009م، وكان يبلغُ من العمر وقتها خمسةَ عشر عاماً، ويُعتبر الأمير حسين من الجيل الثاني والأربعون من نسل الرسول -صلى الله عليه وسلَّم-. حياة الأمير الحسين بن عبد الله الثاني ولد الأمير الحسين بن عبد الله الثاني في العاصمة عمَّان في الثامن والعشرين من شهر حزيران عام 1994م، وقد سُمي

إعادة ضبط المصنع للآب توب

إعادة ضبط المصنع للآب توب يُمكن اللجوء إلى خيار إعادة ضبط المصنع (Factory reset) كطريقة لإصلاح جهاز اللآب توب في حال كان الجهاز بطيء أو لا يستجيب للأوامر الواردة إليه من قِبل المُستخدِم، ويوضح الآتي طُرق إعادة ضبط المصنع للآب توب تبعاً لنوع نظام التشغيل الموجود عبر الجهاز: لآب توب يعمل بنظام تشغيل ويندوز 10 يُمكن إعادة جهاز اللآب توب الذي يعمل بنظام تشغيل ويندوز 10 بعدّة طرق كالآتي: إعادة ضبط المصنع من خلال الإعدادات: يُمكن إعادة جهاز اللآب توب الذي يعمل بنظام تشغيل ويندوز 10 إلى إعدادات ضبط

أعراض زلال الكلى

زلال الكلى يُعرف زلال الكلى أو زلال البول بأنّه زيادة مستوى البروتين في البول، وفي أغلب الأحيان يكون من أعراض أمراض الكلى؛ ففي الحالات الطبيعية تمنع الكلية السليمة البروتين من الانتقال من الدم إلى البول، لذلك تكون كمية البروتين في البول قليلة وغير ملحوظة، أمّا في حالات مشاكل وأمراض الكلى، فإنّ الكلية تسمح لكميات من البروتين بالانتقال من الدم إلى البول، بما في ذلك بروتين الألبومين (بالإنجليزية: Albumin)، ومن الجدير بالذكر أنّ زلال الكلى يُعتبر من الأعراض التي تظهر مبكراً بالنسبة إلى أمراض

قانون حفظ الطاقة

نص قانون حفظ الطاقة يُعدّ قانون حفظ الطاقة (بالإنجليزية: Energy)، أو مبدأ بقاء الطاقة من أهم القوانين الفيزيائية، والذي ينص على أنّ " الطاقة لا تختفي ولا تتلاشى ولا تنشأ من لا شيء؛ بل تتحول من شكل إلى آخر، وهذا يعني أنّ الطاقة الكلية للنظام المعزول تبقى ثابتة ولا تنتهي، و الطاقة الموجودة في الأجسام متعددة ومنها؛ الطاقة الحركية، والطاقة الحرارية، والطاقة الكهربائية، والطاقة الميكانيكية. وحيث أنّ الكتلة والطاقة مفهومان متشابهان، فكل جسم يمتلك طاقة تتناسب مع كتلته، و يمكن لأيّ كتلة أن تتحول إلى

كيف أعرف هوايتي

الهوايات الهوايات بشكل عام تُساعدك على اكتشاف بعض الأشياء الجديدة المهمّة لديك؛ فهي تُتيح لك أن تكون خلّاقاً، وأن تحاول تجربة أشياء جديدة؛ فإذا كنت تشعر بالملل من هواياتك القديمة فإنّ اختيار واحدةٍ جديدة يُمكّنك من الحصول على الإبداعات المتدفّقة داخلك مرّة أخرى، ولا تَنس أن تُلقي نظرةً على ميزانيّتك قبل اختيار هواية جديدة؛ حيث إنّ البعض منها يمكن أن تكون مكلفةً. معرفة الهوايات الاهتمامات أوّل شيءٍ يُنصح به عند اختيار هوايةٍ جديدة هو النظر إلى ما يثير اهتماماتك؛ لذلك فإنّ عليك استكشاف ما تُحبّه

فقدان الشهية ونقص الوزن

فقدان الشهية والوزن تُعدُّ السمنة وزيادة وزن الجسم إحدى أكثر الأمراض انتشاراً في الوقت الحالي، وتعطيها العديد من المنظّمات اهتماماً خاصاً بسبب الأضرار الصحيّة التي تُسببها، وفي المقابل يعتبر فقدان الوزن الشديد والنحافة من الأمراض الخطيرة أيضاً، حيث يُعدُّ فقدان الوزن مؤشراً على إصابة الجسم بالأمراض الخطيرة، ولا بُدّ من مراقبة وزن الإنسان، والمحافظة على المعّدل المثالي، والصّحة الجيدة لتجنّب المخاطر المحتملة. أسباب فقدان الشهية ونقصان الوزن يُصاحب مرض فقدان الشهيّة ونقصان وزن الجسم العديد من

وصف الناقة في الشعر الجاهلي

وصف الناقة في الشعر الجاهلي تُعتبر الناقة عند العربي من مكملات شخصيته وامتدادًا لوجوده، كيف لا وهي الكائن المرافق لحله وترحاله، وهي رفيقة دربه وصديقة ألمه وعذابه وفرحه، كما أنّها من أساسيات حياته، وهي مثال الصديق الذي يُلازمه ملازمة الظل، فهو يتعلق بها وهي تتعلق به تعلقًا فريدًا، فلم تغب عن أبياته الشعرية في أغلب القصائد في العصر الجاهلي أيًا كان الغرض من هذه القصيدة، وذلك على النحو الآتي: وسيلة السفر والارتحال تفنن الشعراء العرب في وصف الناقة، خاصةً أنّها تُمثل وسيلة الرحلة في حال سفرهم

خصائص المدينة المنورة

المدينة المنورة عرفت المدينة بأنّها دارُ هجرة الرسول فيها عاش آخر حياته وبها مات وفيها قبره، وقد شرّفها الله على غيرها من البقاع بعد مكة، وهي مهبط الوحي ومبعث الرسالة وفيها التقى المهاجرون والأنصار ومنها انطلقت ألوية الجهاد لإعلاء كلمة الله وإخراج الناس من الظلمات إلى النور، وقد جاء لفظا (طيبة) و(طابة) مشتقان من الطيب، وقال ابن حجر رحمه الله: "والطاب والطيب لغتان بمعنى، واشتقاقها من الشيء الطيب وقيل: لطهارة تربتها، وقيل: لطيبها لساكنها، وقيل من طيب العيش بها، قال بعض أهل العلم: وفي طيب ترابها