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.

2023-12-1424تعليم

مزيد من المشاركات

تعريف الإعجاب بالنفس

تعريف الإعجاب بالنفس يعرف الإعجاب بالنفس بأنه شعور داخلي يدفع الشخص إلى تمجيد نفسه وتقديرها إعجابًا بمظهره الخارجي أو بإنجازاته وغالبًا ما يكون هذا الشعور مبالغًا فيه أو غير مبرر، ولهذا المصطلح عدة مرادفات أخرى مثل: التباهي، و الغرور ، وتقدير الذات، وتمجيد الذات، والخيلاء، و الكبر ، وهي صفة مذمومة وغير مرغوبة. علامات تدل على إعجاب الشخص بنفسه قد يخلط البعض بين الإعجاب بالنفس و الثقة بالنفس ، فالأولى مذمومة منبوذ صاحبها، بينما الثانية مستحبة، ولذلك سنقدم فيما يلي بعض العلامات التي تدل على إعجاب

أهمية القدوة الحسنة وأثرها في تربية الأبناء

القدوة الحسنة فطر الإنسان على حب الاقتداء بغيره، ويحب الإنسان أن يقتدي بمن هو أكثر علمًا وأرفع شأنًا، ولأهمية القدوة الحسنة فقد أمر الله سبحانه وتعالى نبيه أن يقتدي بالأنبياء والرسل من قبله، وأمر الصحابة أن يتخذوا النبي صلى الله عليه وسلم لهم قدوة حسنة. وأمرنا نحن أن نقتدي بالنبي صلى الله عليه وسلم فقال تعالى: (لقد كان لكم في رسول الله أسوة حسنة)، وفي تربية الأبناء يجب الاهتمام بمن جلعهم أبناؤنا قدوة لهم فلهذا أثر كبير على حياتهم. أهمية القدوة الحسنة في تربية الأبناء الإنسان بفطرته يحب التقليد

كيفية توليد الموجات الكهرومغناطيسية

كيفيّة توليد الموجات الكهرومغناطيسيّة تتولدُ الموجات الكهرومغناطيسيّة من حركة الإلكترون في داخل حقل كهربائي، بواسطة تيار كهربائي يعمل على تسريعه، حيثُ تنشأ من حركة موجات مغناطيسيّة تسمى بالحقل المغناطيسي ، تنتقل الموجات الكهربائيّة، والمغناطيسيّة بشكل متذبذب، ومتعامدة مع بعضها البعض بزوايا قائمة،حيثُ تتحرك هذه الموجات مبتعدةً عن المصدر، وباتجاه انتشار الموجات، ولاتحتاج هذه الموجات لوسط كي تنتقلَ عبره، بل بقدرتها على الانتقال عبر الفراغ، وتحمل مقداراً من الطاقة على الرغم من عدم امتلاكها لكتلة.

طريقة حساب طاقة التأين

طريقة حساب طاقة التأين يُعد حساب طاقة التأين للذرة جزءًا مهماً من الفيزياء الحديثة التي تقوم عليها العديد من التقنيات الحديثة، حيث تتكون الذرة من نواة مركزيّة تحتوي على بروتونات موجبة الشحنة وعدد من النيوترونات وعدد من الإلكترونات سالبة الشحنة تدور حول النواة على مسافات مختلفة. وكمية الطاقة المطلوبة لإزالة أقرب إلكترون يدور متأثراً بالبروتونات المركزيّة تسمى بطاقة التأين ، وقد تم حساب هذه الطاقة لأول مرة للهيدروجين في عام 1913 في مختبر الفيزيائي الدنماركي نيلز بور حصل على أثرها على جائزة نوبل.

كيف تطورين مهارات طفلك الحركية

مهارات الطفل الحركية لا شيء يُضاهي متعة مراقبة حركات طفلك التي يفاجئكِ بها كل يوم؛ فالطّفل الرضيع يتعلّم ويتطوّر بسرعة، ومراقبة نموّه لا تعني قياس طوله ووزنه فقط، بل تعني أيضاً مراقبة مهاراته الحركية التي تتغير من يوم لآخر باعتماده على عضلاته. تنقسم المهارات الحركيّة إلى قسمين: القسم الأول هو المهارات الحركية الكبرى، وهي الحركات الكبيرة أو الرئيسيّة التي يقوم بها الطفل بواسطة قدميه أو ذراعيه أو جسده بالكامل، ومن أمثلتها الجلوس والوقوف والمشي والزحف، والقسم الثاني هو المهارات الحركيّة الدقيقة؛

بحث حول الشهيد

الشهيد الشهادة في الإسلام قسمان: كبرى وصغرى؛ فالكبرى هي استشهاد المسلم في سبيل الله -تعالى- مقاتلاً ومنازلاً لأعداء الملّة في أرض القتال، وهذه هي منزلة الشهادة السامية والعالية لمن صدق في نيّته وعزيمته مع الله تعالى، فباع نفسه لله، راجياً بذلك تجارةً لن تبور مع ربّه العزيز، أمّا القسم الثاني فهي الشهادة الصغرى؛ وهي ما دون الشهادة في سبيل الله -تعالى- ممّا اعتبره الشرع شهادةً، وهو دون القسم الأول، حيث يعتبر شهيداً من مات بالطاعون، أو مات مبطوناً بداءٍ في بطنه؛ كالاستسقاء، والغريق، والحريق، ومن

أهم أدوات تدريب السباحة

أدوات تدريب السباحة يمكن تعريف أدوات السباحة بأنها معدات تم تصميمها خصيصاً للمساعدة في عمليات تدريب السباحة؛ سواءً للمبتدئين أو لأولئك اللذين يبحثون عن الاحترافية في مهارة السباحة، وقد تم تصميم هذهِ الأدوات لمساعدة المتدربين على اكتساب مهارات السباحة بشكل أسرع وأكثر كفاءة، كما تم تصميم بعضها لزيادة الأمان، والمحافظة على السلامة، ويمكن تلخيص أهم هذه الأدوات بما يأتي: العوّامات أو الحلقات العائمة من أهم أدوات السباحة للمبتدئين والأطفال، وتتواجد بأشكال مختلفة بحيث تناسب الأعمار المختلفة،

علاج حفر حب الشباب طبيعياً

حفر حب الشباب يعاني الكثير من الأشخاص من ظهور حب الشباب الأمر الذي يجعلهم في بحثٍ دائم عن أفضل العلاجات للتخلّص منها، وذلك لأنّها تترك آثاراً مزعجة تشوّه مظهر البشرة مثل الحفر والندوب، وقد ظهر في الآونة الأخيرة عدة منتجات كالكريمات والمراهم الّتي تعالج هذه المشكلة بشكلٍ سريع إلا أنّ استعمالها لا يخلو من الآثار الجانبية والضارة على البشرة، لذلك تُعد العلاجات الطبيعية البعيدة عن المواد الكيميائية من أفضل الحلول والّتي تعطي نفس النتائج دون التعرّض لأيّة أضرار، والتي سنأتي إلى ذكرها في هذا المقال.