ionebyttere

Ionebyttere, stoffer som kan absorbere visse ioner og samtidig avgi noen av sine egne ioner. De første ionebyttere som ble brukt var naturlig forekommende aluminiumsilikater, såkalte zeolitter. Disse stoffene kan absorbere kalsium- og magnesiumioner og erstatte disse med sine egne natriumioner. Zeolittene ble derfor brukt til å fjerne disse ionene fra hardt vann slik at vannet ble bløtt. Når zeolitten var mettet med kalsiumioner, ble den regenerert ved å sende koksaltløsning gjennom ionebytteren.

Nå benyttes organiske høypolymere stoffer som inneholder positive eller negative grupper, og som kan binde anioner eller kationer og erstatte disse med henholdsvis hydroksylioner eller hydrogenioner. Løsninger kan f.eks. avsaltes ved å sende den først gjennom en kationbytter hvor alle kationer erstattes med hydrogenioner, og så gjennom en anionbytter hvor alle anioner erstattes med hydroksylioner. Resultatet blir et vann fritt for ioner, såkalt ionebyttervann.

De forskjellige ioner bindes ikke like sterkt til en ionebytter. Affiniteten avhenger både av ionets ladning og størrelse. Derfor kan ionene løses igjen fra ionebytteren etter forskjellig tid når de vaskes ut med en egnet elueringsvæske. Ionebyttere brukes derfor meget til separasjon av kjemisk sett forholdsvis like ioner, f.eks. lantanoider og aminosyrer (ionebytterkromatografi).

En viktig anvendelse av ionebyttere i biokjemien er til analyse av aminosyreblandinger. Spesielle resiner er utviklet til dette formål. Proteiner kan ofte renses med god effekt ved hjelp av ionebyttere, og visse cellulose- og dekstran-derivater er utviklet til dette bruket.

Ionebyttermassen befinner seg vanligvis stasjonært i en kolonne med dimensjoner fra ca. 1 cm i diameter og opp til diametre på 7 m og høyder på opptil 10 m. Kolonnen er utstyrt med silbunn, og et væskefordelingsarrangement på toppen. Væsken strømmer nedover i kolonnen. I tillegg kommer hjelpetanker med nødvendige ledninger, regenereringsvæske (oftest lut eller syre) og vann for vask. Renhet etter vask og renseeffekt kontrolleres oftest ved å måle pH og elektrisk ledningsevne.

En komplett ionebytterapparatur består gjerne av en anion- og kationbytter i serie. Den arbeider i sykler som omfatter regenerering, vask og arbeidsperiode. Det er også konstruert kontinuerlig arbeidende ionebytterapparatur med bevegelig masse, men apparatur av denne typen er kostbar og komplisert.

Ved mixed bed-metoden blandes anion- og kationbytter. Ionebytterapparatur av denne typen kan fås for demineralisering av vann til husholdning, laboratorier m.m. De regenereres ikke. Det finnes imidlertid industrielle mixed bed-ionebyttere som gir bedre rensing enn anion- og kationbytter i serie. Når massen er utbrukt, må anion- og kationpartiklene skilles og regenereres hver for seg, og så blandes igjen. Man har funnet praktiske måter å skille anion- og kationbytterpartiklene på som er basert på forskjell i spesifikk vekt eller kornstørrelse.

• ionebytterfilter