Mchakato wa Zeolite na ubadilishanaji wa ayoni ni michakato ya kulainisha maji. Tofauti kuu kati ya mchakato wa kubadilishana zeolite na ioni ni kwamba mchakato wa zeolite hutumia zeolite ya madini kama resin ya kubadilishana ya cations katika maji ngumu ambapo mchakato wa kubadilishana ioni unaweza kujumuisha resini kadhaa tofauti za kubadilishana ioni. Zaidi ya hayo, mchakato wa zeolite ni aina ya mchakato wa kubadilishana ioni ya kulainisha maji magumu.
Maji magumu ni maji ambayo yana kasheni nyingi za kalsiamu au magnesiamu. Kuwepo kwa mikono hii kwenye maji kunaweza kusababisha matatizo kama vile kupunguza ufanisi wa takriban kazi yoyote ya kusafisha kupitia kukabiliana na joto, mabomba ya metali au sabuni. Kwa hiyo, ni bora kuondoa ions hizi kutoka kwa maji ngumu; tunaita maji kulainisha. Tunaweza kufanya uondoaji huu kupitia michakato ya kubadilishana ioni. Mchakato wa Zeolite ni mchakato mmoja kama huo.
Mchakato wa Zeolite ni nini?
Mchakato wa Zeolite ni mchakato wa kulainisha maji magumu kupitia mbinu ya kubadilishana ayoni kwa kutumia kemikali ya zeolite. Ni kiwanja cha kemikali ambacho kina aluminosilicate ya sodiamu hidrati. Hii inasababisha kutaja mchakato huu kama mchakato wa zeolite. Zeolite inaweza kubadilisha kasheni zake za sodiamu kwa kugeuza na ioni za kalsiamu na magnesiamu katika mchakato wa kulainisha maji.
Kuna aina mbili za zeolite kama zeolite asili na sintetiki. Fomu ya asili ni porous na fomu ya synthetic ni zeolite isiyo ya porous. Zaidi ya hayo, umbo la sintetiki lina uwezo mkubwa wa kubadilishana kwa kila kizio kuliko umbo asilia.
Kielelezo 01: Silinda Yenye Kitanda cha Zeolite
Mchakato
Katika mchakato wa kulainisha maji, tunapitisha maji magumu kwenye kitanda cha zeolite (ndani ya silinda) kwa kiwango maalum. Kisha cations zinazosababisha ugumu wa maji zitabaki kwenye kitanda cha zeolite kwa sababu cations hizi hubadilishana na cations za sodiamu za zeolite. Kwa hivyo, maji yanayotoka kwenye silinda hii yana kasheni za sodiamu badala ya kasheni za kalsiamu na magnesiamu.
Baada ya muda, kitanda cha zeolite huchoka. Kisha tunapaswa kuacha mtiririko wa maji na kutibu kitanda na ufumbuzi wa brine uliojilimbikizia (10%) ili kurejesha zeolite. Tunaposhughulikia kitanda na suluhisho la brine, huosha ioni zote za kalsiamu na magnesiamu, kwa kuzibadilisha na ioni za sodiamu katika suluhisho la brine. Kwa hivyo, matibabu haya huzalisha tena zeolite.
Mchakato wa Kubadilishana kwa Ion ni nini?
Mchakato wa kubadilishana ion ni mchakato wa kulainisha maji ambapo sisi hutumia cations au anions ili kulainisha maji. Tunaweza kufanya hivyo kwa kubadilishana cations au anions na ioni za kalsiamu na magnesiamu katika maji magumu. Utaratibu huu unahusisha mmenyuko wa kemikali unaoweza kubadilishwa. Hata hivyo, tunaweza kutumia mbinu hii tu juu ya ufumbuzi wa kuondokana. Vifaa tunavyotumia kwa madhumuni haya ni vibadilishaji ioni.
Aina
Kuna aina mbili;
- Vibadilishaji vya cations - tumia zeolite, mchanga wa kijani kibichi, makaa ya mawe ya salfani, n.k. kama nyenzo ya kubadilishana.
- Vibadilishaji vya anion - hutumia oksidi za metali, resini za sanisi, n.k.
Nyenzo tunazotumia katika kubadilishana mawasiliano ni pamoja na asidi dhaifu au asidi kali. Vibadilishaji vya asidi kali vya cation hasa vina vikundi vya kazi vya sulfate. Vibadilishaji vya asidi hafifu vina vyenye vikundi vya kaboksili. Nyenzo tunazotumia katika kubadilishana anion ni pamoja na besi dhaifu au besi kali. Zaidi ya hayo, kuna kategoria kadhaa za mchakato wa kubadilishana ioni ambazo ni pamoja na kulainisha, kufanya biashara na kuondoa madini. Ioni zinazohusika katika mchakato wa kubadilishana (ayoni zinazobadilishana na kasheni za kalsiamu na magnesiamu katika maji magumu) ni pamoja na ioni za sodiamu, kani za hidrojeni, anions za kloridi na anioni hidroksili.
Nini Tofauti Kati ya Mchakato wa Kubadilishana Zeolite na Ion?
Mchakato wa zeolite ni mchakato wa kulainisha maji magumu kupitia mbinu ya kubadilishana ayoni kwa kutumia kemikali ya zeolite ilhali mchakato wa kubadilishana ioni ni mchakato wa kulainisha maji ambapo tunatumia kasheni au anions ili kulainisha maji. Hii ndio tofauti kuu kati ya mchakato wa kubadilishana zeolite na ion. Hata hivyo, mchakato wa zeolite ni aina ya mchakato wa kubadilishana ioni kwa sababu mchakato huu unahusisha kubadilishana ioni za sodiamu katika zeolite na ioni za kalsiamu na magnesiamu katika maji magumu. Zaidi ya hayo, mchakato wa zeolite unahusisha ubadilishanaji wa ayoni za sodiamu pekee wakati mchakato wa kubadilishana ioni unahusisha anions na kani tofauti kama vile ioni ya kloridi, ioni ya hidroksili, ioni ya hidrojeni na ioni ya sodiamu.
Mchoro hapa chini unaonyesha tofauti kati ya mchakato wa kubadilishana zeolite na ioni katika muundo wa jedwali.
Muhtasari – Mchakato wa Zeolite dhidi ya Ion
Mchakato wa kubadilishana ioni huhusisha ubadilishanaji wa ioni za kalsiamu na magnesiamu katika maji magumu na anions au kani tofauti katika vibadilishaji. Utaratibu huu ni muhimu kwa kuondolewa kwa ugumu kutoka kwa maji. Mchakato wa Zeolite pia ni kategoria ya michakato ya kubadilishana ioni. Tofauti kati ya mchakato wa kubadilishana zeolite na ioni ni kwamba mchakato wa zeolite hutumia zeolite ya madini kama resin ya kubadilishana kwa cations katika maji magumu ambapo mchakato wa kubadilishana ioni unaweza kujumuisha resini kadhaa tofauti za kubadilishana ioni.
