תהליך זאוליט ותהליך החלפת יונים הם תהליכי ריכוך מים. ההבדל העיקרי בין זאוליט לתהליך חילופי יונים הוא שתהליך הזאוליט משתמש במינרל זאוליט כשרף המחליף לקטיונים במים הקשים ואילו תהליך חילופי היונים עשוי לכלול כמה שרפים שונים להחלפת יונים. יתר על כן, תהליך הזאוליט הוא סוג של תהליך חילופי יונים של ריכוך מים קשים.
מים קשים הם המים העשירים בקטיונים של סידן או מגנזיום. נוכחותם של קטיונים אלו במים עלולה לגרום לקשיים כגון הפחתת היעילות של כמעט כל משימת ניקוי באמצעות תגובה עם חום, צנרת מתכתית או חומרי ניקוי.לכן, עדיף להסיר יונים אלה ממים קשים; אנחנו קוראים לזה ריכוך מים. אנחנו יכולים לבצע הסרה זו באמצעות תהליכי חילופי יונים. תהליך זאוליט הוא תהליך כזה.
מהו תהליך זאוליט?
תהליך זאוליט הוא תהליך של ריכוך מים קשים באמצעות טכניקת החלפת יונים באמצעות התרכובת הכימית זאוליט. זוהי תרכובת כימית שיש בה נתרן אלומינוסיליקט. זה מוביל לקרוא לתהליך זה כתהליך זאוליט. זאוליט יכול להחליף את קטיוני הנתרן שלו באופן הפיך עם יוני סידן ומגנזיום בתהליך ריכוך המים.
ישנם שני סוגים של זאוליט כמו זאוליט טבעי וסינטטי. הצורה הטבעית היא נקבובית והצורה הסינתטית היא זאוליט לא נקבובי. יתרה מכך, לצורה הסינתטית יש יכולת החלפה גבוהה ליחידת משקל מאשר לצורה הטבעית.
איור 01: צילינדר המכיל את מיטת הזאוליט
תהליך
בתהליך ריכוך המים, אנו מעבירים את המים הקשים דרך מצע זאוליט (בתוך גליל) בקצב מוגדר. אז הקטיונים הגורמים להתקשות המים יישמרו על מצע הזאוליט מכיוון שהקטיונים הללו מתחלפים עם קטיוני הנתרן של הזאוליט. לכן, המים היוצאים מגליל זה מכילים קטיוני נתרן ולא קטיוני סידן ומגנזיום.
לאחר זמן מה, מיטת הזאוליט מותשת. לאחר מכן עלינו לעצור את זרימת המים ולטפל במיטה בתמיסת מי מלח מרוכזת (10%) על מנת לחדש את הזאוליט. כאשר אנו מטפלים במיטה בתמיסת מלח, היא שוטפת את כל יוני הסידן והמגנזיום, על ידי החלפתם ביוני נתרן בתמיסת מלח. לכן, טיפול זה מחדש את הזאוליט.
מהו תהליך החלפת יונים?
תהליך החלפת יונים הוא תהליך ריכוך מים בו אנו משתמשים בקטיונים או אניונים על מנת לרכך מים.אנו יכולים לעשות זאת על ידי החלפת קטיונים או אניונים עם יוני הסידן והמגנזיום במים קשים. תהליך זה כרוך בתגובה כימית הפיכה. עם זאת, אנו יכולים להשתמש בטכניקה זו רק על תמיסות מדוללות. הציוד שבו אנו משתמשים למטרה זו הוא מחליפי יונים.
Types
יש שני סוגים;
- מחליפי קטונים - השתמשו בזאוליט, חול ירוק, פחם סולפוני וכו' כחומר ההחלפה.
- מחליפי אניונים – משתמש בתחמוצות מתכתיות, שרפים סינתטיים וכו'.
החומרים שבהם אנו משתמשים במחליפי קטונים כוללים חומצות חלשות או חומצות חזקות. מחליפי קטונים חומציים חזקים מכילים בעיקר קבוצות פונקציונליות של סולפט. מחליפי קטיוני חומצה חלשים מכילים בעיקר קבוצות קרבוקסיל. החומרים שבהם אנו משתמשים במחליפי אניונים כוללים בסיסים חלשים או בסיסים חזקים. יתר על כן, ישנן מספר קטגוריות של תהליך חילופי יונים הכוללות ריכוך, דיאלקליזציה ודמינרליזציה.היונים המעורבים בתהליך ההחלפה (היונים המחליפים עם קטיוני הסידן והמגנזיום במים קשים) כוללים יוני נתרן, קטיוני מימן, אניונים כלוריים ואניונים הידרוקסיליים.
מה ההבדל בין תהליך החלפת יונים זאוליט?
תהליך הזאוליט הוא תהליך של ריכוך מים קשים באמצעות טכניקת החלפת יונים תוך שימוש בתרכובת הכימית זאוליט ואילו תהליך החלפת היונים הוא תהליך ריכוך מים בו אנו משתמשים בקטיונים או אניונים על מנת לרכך מים. זהו ההבדל העיקרי בין זאוליט לתהליך חילופי יונים. עם זאת, תהליך זאוליט הוא סוג של תהליך חילופי יונים מכיוון שתהליך זה כולל החלפת יוני הנתרן בזאוליט עם יוני סידן ומגנזיום במים קשים. יתרה מכך, תהליך הזאוליט כולל החלפת יוני נתרן בלבד בעוד שתהליך החלפת היונים מערב אניונים וקטיונים שונים כגון יון כלוריד, יון הידרוקסיל, יון מימן ויון נתרן.
האינפוגרפיה שלהלן מציגה את ההבדל בין תהליך חילופי יונים זאוליט בצורת טבלה.
סיכום – תהליך החלפת יונים נגד זאוליט
תהליך החלפת היונים כולל החלפה של יוני סידן ומגנזיום במים קשים עם אניונים או קטיונים שונים במחליפים. תהליך זה חשוב להסרת קשיות מהמים. תהליך זאוליט הוא גם קטגוריה של תהליכי חילופי יונים. ההבדל בין זאוליט לתהליך החלפת יונים הוא שתהליך הזאוליט משתמש במינרל זאוליט כשרף המחליף לקטיונים במים הקשים, בעוד שתהליך החלפת היונים עשוי לכלול מספר שרפים שונים להחלפת היונים.
