Iontová výměna - změkčení vody
Úvod / Články / Co je iontová výměna, co jsou ionexy a ionexové technologie?
ionex

Co je iontová výměna, co jsou ionexy a ionexové technologie?

23.3.2020

Iontová výměna je proces, během něhož jsou nežádoucí ionty obsažené ve vodě vyměňovány za jiné, neškodné. K této výměně dochází na speciálním nosiči, což je látka s velkým aktivním povrchem, permanentním elektrickým nábojem a schopností do určité míry zvětšovat svůj objem. Ve většině případů se jedná o nějaký druh pryskyřice nebo jiného polymeru. Tato látka se nazývá IONEX nebo také iontoměnič a dělí se podle cyklu, v němž pracuje na anex (reaguje zásaditě) nebo katex (reaguje kysele), tedy podle toho, zda na sebe váže anionty nebo kationty.

Ionexové nosiče nesou na svém povrchu aktivní náboje (kladný nebo záporný), na něž jsou na základě afinity (přitažlivosti) opačných nábojů zachytávány vybrané ionty z vody. Kladné aktivní náboje tak odstraňují z vody záporné ionty (jedná se tedy o anex) a naopak záporné aktivní náboje z vody odstraňují kladně nabité ionty (jedná se o katex).

Ionex

Ionexová pryskyřice

Princip iontové výměny

Samotná iontová výměna pracuje na principu difůze. Ionty, které je třeba z vody odstranit, vnikají nejdříve na povrch náplně ionexu, potom difundují dále až se dostanou k jejím funkčním skupinám, kde proběhne vlastní výměna. Jsou zaměněny za „neškodný“ iont, jenž potom putuje skrze náplň k povrchu a je uvolňován do vody.

Například změkčovače vody pracují na principu katexové výměny, kdy z vody odstraňují ionty vápníku Ca2+ a hořčíku Mg2+ a uvolňují neškodné ionty sodíku Na+. Naopak třeba dusičnany se z vody odstraňují anexovou výměnou, kdy na sebe náplň navazuje dusičnanové anionty a zaměňuje je za anionty chloridové Cl. Pro správnou funkci obou zmíněných filtračních materiálů je nutné jejich pravidelné promývání roztokem regenerační solí.

Další použití ionexových technologií

  • Deionizace vody
  • Odstraňování pesticidů a těžkých kovů
  • Příprava demineralizované a ultračisté vody
  • Odsolování vody

Iontová výměna
Znázornění principu iontové výměny.

 

Proč dochází k iontové výměně?

V každé vodě najdeme nejrůznější rozpuštěné soli (ionty), které přináší výhody i nevýhody. Nejobvyklejší problém, který všichni známe, je usazování rozpuštených solí na spotřebičích, sanitě a v potrubí. Ano řeč je o vodním kameni jehož základní složkou je uhličitan vápenatý (CaCO3).

Voda ale obsahuje spoustu dalších nejrůznějších iontů od zmiňovaného vápníku po železo a další prvky, které také mohou působit problém a je možné je díky iontové výměně odstranit.

Co vše tedy ve vodě najdeme?

Ve vodě nalezneme několik základních skupin látek. Kromě nerozpuštěných částic, které lze běžně odstranit filtrací, jde především o látky rozpuštěné, mezi něž patří i soli, které jsou ve vodě zpravidla přítomné v iontové formě, což znamená, že jsou rozložené na dvě složky: anionty a kationty. Kationty mají kladný náboj a anionty záporný a jsou k sobě tak v nerozpuštěné formě přitahovány a tvoří neutrální molekuly (kladný a záporný náboj se navzájem vyruší). Obecně platí, že celkový náboj aniontů ve vodě odpovídá celkovému náboji kationtů.

Pro malý příklad: V jednom litru vody bude přítomno 20 iontů vápníků (Ca2+). Aby mohla být voda elektricky neutrální, musí se někde objevit také záporné ionty, třeba chlóru (Cl). Těch ale bude ve vodě přítomno 40, protože mají poloviční náboj oproti vápníku. Pokud by ve vodě bylo 20 iontů trojmocného železa (Fe3+), pak bude k vyrovnání náboje potřeba 60 iontů chlóru (Cl).

Obsah iontů (rozpuštěných solí) ve vodě se liší podle jejího původu. Nejméně jich mívá voda dešťová. Jak poté dále putuje přírodou, rozpouští se v ní stále více látek (až nakonec doteče do moře, kde se tyto látky kumulují). Nejvíce solí se do vody zpravidla dostává průchodem podzemními ložisky minerálů a činností člověka.

Kromě těch přirozeně obsažených iontů se do vody dostávají tedy i ionty vodárenských přípravků (hlavně chlór), nebo třeba z potrubí železo. Podzemní voda je navíc přirozeně tvrdá, což není vhodné pro mnoho spotřebičů (bojlery, pračky, varné konvice, myčky) a od určitých hodnot to není vhodné ani pro dlouhodobou konzumaci.

Změkčovače vody AQUASOFTENER

Co se týče solí ve vodě, nebojte se, že by snad voda měla být slaná! Sůl je obecné chemické označení pro látky, které se skládají z páru kationt+aniont a kuchyňská sůl (NaCl – chlorid sodný) je jen jednou z mnoha. Tyto látky mají různou rozpustnost ve vodě, což na jednu stranu způsobuje problémy, ale na druhou se toho dá využít při úpravě vody. Pokud budete vodu vařit, dokud se kompletně nevypaří, hrnec vám nezůstane čistý. To, co v něm zůstane, jsou právě ony soli, které se ve vodě vyskytují (u běžné vody je to méně než jeden gram solí na litr). To samé se pak děje, když kapky vody ulpí na sklenicích či na zástěně sprchového koutu. Voda se vypaří a zůstanou skvrnky solí.

Hlavními kationty běžné vody jsou ionty vápníku, hořčíku, sodíku, draslíku, železa nebo manganu. Hlavními anionty jsou uhličitany, sírany, chloridy a dusičnany. Dále jsou ve vodě ve stopovém množství obsaženy v podstatě veškeré známé prvky v široké škále sloučenin, ale jejich koncentrace jsou obvykle tak nízké, že nemají žádný vliv na zdraví.

Závěrem

Iontová výměna je jednou ze základních technik úpravy vody pro potřebné účely a jako taková je často klíčovým prvkem celého procesu jak v domácnostech, tak v průmyslu. Používá se v opravdu široké škále odvětví a aniž bychom si to uvědomovali, každý den nám zpříjemňuje život.

 

Pavel Hofreiter

Obchodní manažer

+420 222 703 933

Pavel
Potřebujete nezávaznou konzultaci? Napište nám!
Poslat dotaz

1 komentář

  1. Petr říká:

    Podle mě jediný rozumný princip pro změkčení vody v domácnosti.

Přidat komentář

Zanechte nám vzkaz, ozveme se vám zpět

(například rozbor vody)

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

Můžete i rovnou volat: +420 222 703 533
X
Pošlete nám rozbor vody, ozveme se vám zpět

(rozbor vody)

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Pro stažení podkladů prosím vyplňte formulář

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Po vyplnění údajů budete přesměrováni na podklady

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Po vyplnění údajů budete přesměrováni na podklady

Vaše údaje jsou u nás v bezpečí a slouží pouze pro naši komunikaci. Odesláním formuláře souhlasím se zpracováním osobních údajů.

X
Rychly kontakt

(napríklad rozbor vody)

Vaše údaje sú u nás v bezpečí a slúži len pre našu komunikáciu. Odoslaním formulára súhlasím so spracovaním osobných údajov.

X
Szybki kontakt

Twoje dane są u nas bezpieczne i będą one wykorzystywane wyłącznie w celu, w którym nam je przekazujesz. Przesyłając formularz, wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych.

X
Quick contact

(for example. water analysis)

Your data is safe with us and serves only for our communication. By submitting the form I agree to the processing of my personal data.

X