عملية الزيوليت وعملية التبادل الأيوني هي عمليات تليين المياه. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الزيوليت وعملية التبادل الأيوني في أن عملية الزيوليت تستخدم الزيوليت المعدني كراتنج تبادل للكاتيونات في الماء العسر بينما قد تتضمن عملية التبادل الأيوني عدة راتنجات مختلفة للتبادل الأيوني. علاوة على ذلك ، فإن عملية الزيوليت هي شكل من أشكال عملية التبادل الأيوني لتليين الماء العسر.
الماء العسر هو الماء الغني بالكالسيوم أو كاتيونات المغنيسيوم. قد يسبب وجود هذه الكاتيونات في الماء صعوبات مثل تقليل فعالية أي مهمة تنظيف تقريبًا عن طريق التفاعل مع الحرارة أو السباكة المعدنية أو المنظفات.لذلك ، من الأفضل إزالة هذه الأيونات من الماء العسر ؛ نسميها تليين الماء. يمكننا القيام بهذا الإزالة عبر عمليات التبادل الأيوني. عملية الزيوليت هي إحدى هذه العمليات.
ما هي عملية الزيوليت؟
عملية الزيوليت هي عملية تليين الماء العسر عبر تقنية التبادل الأيوني باستخدام مركب الزيوليت الكيميائي. إنه مركب كيميائي يحتوي على ألومينوسيليكات الصوديوم المائي. هذا يؤدي إلى تسمية هذه العملية باسم عملية الزيوليت. يمكن للزيولايت استبدال كاتيونات الصوديوم الخاصة به بشكل عكسي مع أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في عملية تليين الماء.
هناك نوعان من الزيوليت كالزيوليت الطبيعي والاصطناعي. الشكل الطبيعي مسامي والشكل الاصطناعي هو زيوليت غير مسامي. علاوة على ذلك ، يمتلك الشكل الاصطناعي قدرة تبادل عالية لكل وحدة وزن من الشكل الطبيعي.
الشكل 01: اسطوانة تحتوي على طبقة الزيوليت
العملية
في عملية إزالة عسر الماء ، نقوم بتمرير الماء العسر عبر طبقة من الزيوليت (داخل أسطوانة) بمعدل محدد. ثم تحتفظ الكاتيونات التي تسبب تصلب الماء على طبقة الزيوليت لأن هذه الكاتيونات تتبادل مع كاتيونات الصوديوم للزيوليت. لذلك فإن الماء الخارج من هذه الأسطوانة يحتوي على كاتيونات الصوديوم بدلاً من كاتيونات الكالسيوم والمغنيسيوم.
بعد مرور بعض الوقت ، يتم استنفاد سرير الزيوليت. ثم يتعين علينا إيقاف تدفق المياه ومعالجة السرير بمحلول ملحي مركز (10٪) من أجل تجديد الزيوليت. عندما نعالج السرير بمحلول ملحي ، فإنه يغسل كل أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم ، عن طريق استبدالها بأيونات الصوديوم في محلول ملحي. لذلك ، هذا العلاج يعيد توليد الزيوليت.
ما هي عملية التبادل الأيوني؟
عملية التبادل الأيوني هي عملية تليين الماء نستخدم فيها الكاتيونات أو الأنيونات من أجل تليين المياه.يمكننا القيام بذلك عن طريق استبدال الكاتيونات أو الأنيونات مع أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء العسر. تتضمن هذه العملية تفاعلًا كيميائيًا قابلًا للانعكاس. ومع ذلك ، لا يمكننا استخدام هذه التقنية إلا في الحلول المخففة. المعدات التي نستخدمها لهذا الغرض هي المبادلات الأيونية.
أنواع
هناك نوعان ؛
- مبادلات الكاتيون - استخدم الزيوليت ، والرمل الأخضر ، والفحم المسلفن ، وما إلى ذلك كمواد للتبادل.
- مبادلات الأنيون - تستخدم أكاسيد معدنية ، راتنجات صناعية ، إلخ.
المواد التي نستخدمها في المبادلات الموجبة تحتوي إما على أحماض ضعيفة أو أحماض قوية. تحتوي المبادلات الحمضية القوية بشكل أساسي على مجموعات وظيفية كبريتات. تحتوي المبادلات الحمضية الضعيفة بشكل أساسي على مجموعات الكربوكسيل. تشتمل المواد التي نستخدمها في مبادلات الأنيون إما على قواعد ضعيفة أو قواعد قوية. علاوة على ذلك ، هناك عدة فئات من عمليات التبادل الأيوني والتي تشمل التليين وإزالة القلوية وإزالة المعادن.تشتمل الأيونات التي تشارك في عملية التبادل (الأيونات التي تتبادل مع الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء العسر) على أيونات الصوديوم وكاتيونات الهيدروجين وأنيونات الكلوريد وأنيونات الهيدروكسيل.
ما هو الفرق بين الزيوليت وعملية التبادل الأيوني؟
عملية الزيوليت هي عملية تليين الماء العسر عن طريق تقنية التبادل الأيوني باستخدام مركب الزيوليت الكيميائي بينما عملية التبادل الأيوني هي عملية تليين الماء نستخدم فيها الكاتيونات أو الأنيونات من أجل تليين الماء. هذا هو الفرق الرئيسي بين الزيوليت وعملية التبادل الأيوني. ومع ذلك ، فإن عملية الزيوليت هي شكل من أشكال عملية التبادل الأيوني لأن هذه العملية تتضمن تبادل أيونات الصوديوم في الزيوليت مع أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء العسر. علاوة على ذلك ، تتضمن عملية الزيوليت تبادل أيونات الصوديوم فقط بينما تتضمن عملية التبادل الأيوني أنيونات وكاتيونات مختلفة مثل أيون الكلوريد ، أيون الهيدروكسيل ، أيون الهيدروجين وأيون الصوديوم.
يوضح الرسم البياني أدناه الفرق بين الزيوليت وعملية التبادل الأيوني في شكل جدول.
ملخص - الزيوليت مقابل عملية التبادل الأيوني
تتضمن عملية التبادل الأيوني تبادل أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء العسر بأنيونات أو كاتيونات مختلفة في المبادلات. هذه العملية مهمة لإزالة العسر من الماء. عملية الزيوليت هي أيضًا فئة من عمليات التبادل الأيوني. الفرق بين الزيوليت وعملية التبادل الأيوني هو أن عملية الزيوليت تستخدم معدن الزيوليت كراتنج مبادل للكاتيونات في الماء العسر بينما قد تتضمن عملية التبادل الأيوني عدة راتنجات مختلفة للتبادل الأيوني.
