bescanvi iònic

m
Química

Procés químico-físic segons el qual, en posar en contacte una solució iònica amb un compost immiscible de constitució adequada, anomenat bescanviador iònic , es produeix la fixació en aquest dels cations o dels anions de la dita solució, en canvi, respectivament, de quantitats equivalents de cations o d’anions procedents del bescanviador, que són alliberats del seu reticle i passen a la solució.

El bescanvi pot ésser, doncs, catiònic o aniònic , segons el signe de la càrrega dels ions bescanviats. Hom pot dur a terme, a la pràctica, el procés de bescanvi iònic segons dues tècniques principals totalments diferents: operació en banys discontinus i operació per percolació en columna. En la primera, hom addiciona una quantitat de bescanviador a la solució que hom ha de tractar i l’agita fins que assoleix l’equilibri entre les dues fases. D’acord amb la llei d’acció de masses, la solució final conté sempre, encara, una certa concentració de l’ió inicial, ensems amb l’ió procedent del bescanviador, de manera que el bescanvi no és mai total. Ho pot arribar a ésser, per contra, en l’operació per percolació en columna, puix que la solució que flueix al llarg d’una columna plena de bescanviador, a mesura que hi va deixant els seus ions, va entrant en contacte amb bescanviador fresc. Amb aquesta tècnica, el bescanvi iònic ha trobat múltiples aplicacions, especialment en química industrial i en química analítica, la majoria de les quals cauen en algun dels quatre grups següents: substitució d’un ió determinat per un altre, eliminació o separació d’un ió que interfereix, anàlisi de substàncies presents en quantitat molt petita, i separació entre ells d’ions o de substàncies de propietats molt similars. En aquest darrer cas hom treballa segons les tècniques usuals en cromatografia, i l’elució gradual, amb solucions en què varia d’una manera contínua el pH o la concentració d’un agent complexant, ha permès d’assolir resultats extraordinaris, com és ara els de la separació de les mescles més complexes d’aminoàcids (que actualment hom pot fer àdhuc amb aparells automàtics) i la separació analítica i fins i tot industrial d’ions molt semblants, com, per exemple, els lantànids i els actínids (i ha arribat a fer possible, aquesta darrera, la identificació i l’isolament d’alguns dels nous elements transurànics artificials). L’aplicació tècnica quantitativament més important del bescanvi iònic resideix en el tractament d’aigües, sia per a corregir-ne la duresa, sia per a obtenir aigua desionitzada. Fent passar l’aigua, successivament, per dues columnes de bescanvi, primerament per una de catiònica en forma de H + , i després per una d’aniònica en forma de OH - (o, simplement, per una sola columna que contingui els dos bescanviadors barrejats), hom aconsegueix l’eliminació total dels ions presents en l’aigua, és a dir, una aigua equivalent a l’aigua destil·lada. Si hom fa passar una aigua dura per una columna que conté una resina de bescanvi catiònic en forma de sal sòdica, s’aconsegueix el bescanvi dels ions calci i magnesi de l’aigua pels ions sodi de la resina, amb la qual cosa en resta eliminada la duresa.