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Wie funktioniert eine Ionenaustauscher?

Ionentauscher oder Ionenaustauscher sind Materialien, mit denen gelöste Ionen durch andere Ionen gleichnamiger Ladung (d. h. positiv oder negativ) ersetzt werden können; es findet ein Ionentausch statt. Ionentauscher kommen als Säulen, die mit einem Ionenaustauschermaterial gefüllt sind, oder als Membranen in den Handel und werden von der zu behandelnden Lösung durchströmt. Die auszutauschenden Ionen werden am Ionenaustauschermaterial gebunden, das seinerseits dafür eine äquivalente Stoffmenge von vorher gebundenen Ionen in die Lösung abgibt.

Beispielsweise kann ein Kationen-Ionenaustauscher Calcium-Kationen, die im normalen Leitungswasser gelöst sind gegen Natrium-Kationen, die an den Ionenaustauscher gebunden sind, austauschen. Solche Kationen-Ionenaustauscher sind auch in Geschirrspülern vorhanden. In ihnen wird für Spülvorgänge Wasser aufbereitet, das von Calcium-Kationen frei ist, die sonst zur Bildung von weißen Kalkablagerungen (Kalkflecken) bei der Trocknung führen. Wenn dieser Kationen-Austauscher erschöpft und vollständig mit Calcium-Kationen abgesättigt ist, muss er regeneriert werden. Das geschieht dadurch, dass man die gebundenen Calcium-Kationen durch das Angebot einer möglichst hoch konzentrierten Lösung von Natriumchlorid (Kochsalz) wieder verdrängt. Man bezeichnet diesen Vorgang als Regeneration eines Austauschers.

Eine natürliche Bedeutung haben Kationen-Ionenaustauscher vor allem für die Kationenaustauschkapazität im Boden. Sie sorgen dafür, dass Kationen für die Pflanzen verfügbar bleiben und nicht durch den Regen ausgewaschen werden. Für die Altlastensanierung von Gewässern und Böden können spezielle Kationen-Austauscher hergestellt werden, die in der Lage sind, ganz gezielt bestimmte Schwermetallkationen aus Gewässern und Böden zu entfernen.

Quelle: wikipedia.org

Verwendung von Ionenaustauschern

Herstellung von demineralisiertem Wasser:

  • Mit Hilfe von Kationen- und Anionentauschern werden unerwünschte Salze aus dem Wasser entfernt.

In Geschirrspülmaschinen:

  • Es werden Ionenaustauscher verwendet, um die Maschine vor Ca2+und Mg 2+-Ionen zu schützen (Kesselstein) Diese Ionen werden durch Na+ - Ionen ersetzt.

der Effekt eines Ionenaustauschers

Das Trinkwasser ist wieder geniessbar, frei von unerwünschten Gerüchen, frisch und klar im Geschmack.

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