چرا از آب دئونیزه شده (یون زدوده) استفاده کنید؟
آب دئونیزه  شده جزء رایجی از آزمایشگاه شیمی و صنعت تولید است. درک اینکه چرا و چگونه این نوع آب به آب شیر ساده ترجیح داده میشود، می تواند به شما در درک اهمیت آن در ارائه بهترین نتایج تولید و شیمیایی کمک کند.

اهمیت آن :
طبق اداره فیزیک ایالت ایلینوی، آبی که از مخزن می آید حاوی یون هاییست که به طور طبیعی در خاک یافت می شوند. نمونه هایی از این یون ها عبارتند از سدیم، کلسیم، آهن و مس. در آب دئونیزه شده برای حذف این یونها از پروسه تخصصی و رزین میکسبد استفاده می شود.

تولیدآب دئونیزه شده:
با توجه موسسه  IN در ایالت متحده آمریکا یک شرکت مواد شیمیایی ، حدود ۴ تا ۶ گالن آب شیرین برای تولید ۱ گالن آب دیونیزه نیاز دارد. آب دیونیزه شده از رزین های تخصصی همچون رزین میکسبد برای انجام مبادلات استفاده می کنند – مانند یک مولکول رزین برای هر سدیم، آهن یا یون دیگر. هنگامی که مبادله کامل می شود، یون های بیشتری باقیمانده و آب از بین نمی رود و برای استفاده آماده می شود.

استفاده در شیمی :
استفاده از آب دئونیزه شده در آزمایشگاه شیمی مهم است، زیرا یون های موجود در آب می توانند آزمایش های شما را تحت تاثیر قرار دهند. ادغام این یونها، حتی اگر فقط در مقادیر کم هم باشند، باعث میشود که آزمایشات نتایج اشتباهی را نشان دهند و یا به طور کلی جواب ندهند.

استفاده های اضافی :
آب دیونیزه شده  آب انتخابی بسیاری از تنظیمات کارخانه و تولیدات میباشد، زیرا تولید کنندگان می خواهند از ایجاد نمک در ماشین آلات اجتناب کنند.

آب دئونیزه شده را می توان برای خنک کردن، روانکاری ماشین آلات و همچنین برنامه های کاربردی دیگر در محیط صنعتی استفاده کرد. همچنین این آب را می توان برای تولید لوازم آرایشی، دارو و نیز فرآوری مواد غذایی استفاده کرد.

هشدار :
طبق اداره فیزیک ایالت ایلینوی می توان آب دونیزه شده را نوشید، اما نمیشود از ان برای مصارف عمومی استفاده کرد. به این دلیل که دئونیزه شده در آزمایشگاه شیمی شامل رزین های تخصصی همچون رزین میکس بد است که برای حذف یون ها استفاده می شود.

این رزین ها ممکن است اثرات مضر بر بدن داشته باشند. با این حال، اگر از برچسب بر روی  آب برای مصرف عمومی استفاده شده باشد، نوشیدن آن سالم است.

احیاء رزین تبادل یونی :
احیاء رزین کاتیونی اسیدی (هیدروژنی) با اسید انجام می شود.

برای این منظور می توان از اسید کلریدریک و یا اسید سولفوریک استفاده نمود.

لکن با توجه به نیاز مقدار زیادی اسید مصرفی برای احیاء زرین، تفاوت قیمت این دو اسید ممکن است تواند زیاد گردد. بنابراین در صنایع بزرگ، استفاده از اسید سولفوریک برسید کلریدریک ترجیح دارد.

دانستیه اسید سولفوریک زیاد است و در موقع رقیق کردن تولید حرارت مینماید. بنابراین به سیستم اتوماتیک احتیاج است. رقیق کردن اسید سولفوریک با استفاده از آب طی چند مرحله انجام می گیرد.

چنانچه رزین کاتیونی با اسید سولفوریک احیا شود، به علت آنکه حلالیت سولفات کلسیم زیاد نیست، خطر ایجاد رسوب سولفات کلسیم در بستر رزین وجود خواهد داشت.

رسوب سولفات کلسیم باعث آلوده شدن رزین شده و در نتیجه ظرفیت رزین را کاهش خواهد داد و نیز سختی ناشی از سولفات کلسیم در آب خروجی تا مدتی ادامه خواهد یافت.

راه حل برای مقابله با این مشکل آنست که غلظت اسید سولفوریک مصرفی را به تدریج زیاد نموده تا در شروع احیاء که در محیطیون کلسیم زیاد است، سولفات زیاد در دسترس نباشد.

نکته :
راندمان احیا با اسید سولفوریک کمتر از اسید کلریدریک است زیرا:

الف) بمنظور اجتناب از ایجاد رسوب سولفات کلسیم، باید غلظت اسید تا حد امکان پایین نگهداشته شود، در حالیکه از نظر تئوری هرچه غلظت اسید بیشتر باشد راندمان احیا بالاتر است.

ب) بدلیل بالاتر بودن دانستیه اسید سولفوریک، هر یک گرم اسید سولفوریک ۱۰۰٪ ارزشی ۷۲٪ گرم اسید کلریدریک ۱۰۰٪ را داراست.

ج) حتی در غلظت های کمتر از ۲٪ نیز یونیزاسیون انجام می شود، یعنی اسید سولفوریک دو ظرفیتی در عمل دو پروتون آزاد نمی نماید و این به مفهوم اتلاف قسمتی از اسید و نیز اسیدی بودن فاضلاب است و برای حفظ محیط زیست، خنثی کردن فاضلاب الزامی خواهد بود.

تدبیر دیگر این است که زمان تماس اسید با رزین میباید کاهش یابد. زیرا برای به تعادل رسیدن واکنش CaSO- CaSO تاخیر زمانی وجود دارد که قبل از آن محلول سولفات کلسیم می تواند فوق اشباع باقی بماند.

بنابراین چنانچه افزایش دبی باعث شود قبل از آن که تأخیر زمانی پایان یابد، اسید دستگاه تعویض یونی را ترک نماید، آنگاه خطر رسوب کاهش خواهد یافت.

احیاء رزین آنیونی :
یکی از دلایل تولید رزین های آنیونی قوی، نیاز به حذف سیلیکا از آبهای صنعتی است. هر چند که این رزین ها می توانند سیلیکا را از آب حذف نمایند، لکن حذف سیلیکا از شبکه رزین در هنگام احیا نمودن آن، مشکل است و به همین دلیل، ظرفیت تعویض کننده ها کاهش می یابد.

اگر چه غلظت سیلیکا در آب تصفیه شده را تا حد مطلوب کاهش نمی دهد. برای رفع این مشکل، سود سوزآور رقیق که تا دمای ۹۰ تا ۵۰ درجه سانتیگراد گرم شده را به دستگاه تعویض آنیونی بازی تزریق نموده و همچنین زمان تماس بین رزین و سود افزایش داده می شود.

برای ازدیاد زمان تماس، دبی سود در حد کمی نگه داشته شده به گونه ای که زمان تماس بین ۱۰۰-۷ دقیقه شود. بنابراین کل مدت زمان احیاء شامل شستشوی معکوس، تزریق سود، شستشوی آهسته و شستشوی سریع تا حدود ۵ -۳ ساعت طول خواهد کشید، درحالیکه مدت زمان احیاء رزین کاتیونی بین ۲-۱ ساعت میباشد.

انواع رزین های تعویض یونی یا تبادل یونی :
همان گونه که میدانید زنجیره های پلیمری، یونی نیستند اما رزین شامل یک شبکه پلیمری سه بعدی است که در بعضی از نقاط آن، گروه یونی غیر متحرکی چسبیده است.

در واقع، گروه یونی غیر متحرک چسبیده به زنجیره پلیمری است که به رزین، هویت و شخصیت میبخشد؛ اما چون رزین از نظر بار الکتریکی خنثی است، از این رو به اندازه اکی والانهای یون غیر متحرک باید یون متحرک هم در داخل شبکه رزین موجود باشد.

بنابراین ساختمان یک رزین شامل سه قسمت زیر است :

الف : زنجیره یی پلیمری

ب : گروه یونی غیر متحرک

ج : یون متحرک

اگر گروه یونی غیر متحرک، یک آنیون چون سولفونیک باشد و یون متحرک در شبکه یک کاتیون باشد، به چنین رزینی، رزین کاتیونی می گویند و اگر کاتیون متحرک، یون هیدروژن باشد به آن، رزین کاتیونی اسیدی می گویند.