IONS ÉCHANGEURS D'

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Résines du type sulfonate

Résines du type sulfonate
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Hydroquinone et triméthylammonium

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Grain de résine

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Polymères macroporeux

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Utilisations

Le domaine d'application le plus important et le plus vaste est celui des séparations, dont nous avons déjà vu quelques exemples dans le domaine de l'analyse de mélanges complexes de substances très voisines.

Permutations d'ions

La permutation d'ions est le mode d'utilisation le plus simple et le plus fréquent, tant au laboratoire que dans l'industrie. Si les conditions chimiques sont telles que la solution contienne une espèce capable de se fixer dans la résine, la solution abandonne le soluté jusqu'à ce que toute la résine de la colonne soit en équilibre avec la solution. On dit qu'il y a permutation de l'ion initial de la résine par l'ion apporté par la solution. Une fois la permutation terminée, la résine est saturée et doit être régénérée avant de pouvoir être utilisée à une nouvelle opération. Ce procédé extrêmement simple permet d'effectuer des séparations entre le composé fixé par la colonne et d'autres espèces non fixées qui passent dans l'effluent. Le choix des conditions chimiques est le facteur essentiel qui permet de rendre une fixation sélective.

L'exemple typique le plus important au point de vue économique (99 p. 100 de toutes les résines échangeuses d'ions) est le traitement des eaux naturelles. Ces eaux contiennent des sels dissous, qui sont gênants pour certains usages et doivent donc être éliminées. Parfois, on se contente d'« adoucir » l'eau en remplaçant les ions alcalino-terreux (Ca2+, Mg2+), qui donnent des dépôts de calcaire et de tartre, par des ions alcalins (Na+) :

Une fois la résine saturée en calcium, on la régénère par une solution de chlorure de sodium concentrée.

Dans de nombreux cas, on a besoin d'eau totalement débarrassée de ses impuretés. Supposons que le sel dissous soit du chlorure de sodium. Par passage sur une colonne de résine échangeuse de cations sulfonate sous forme H+, on a :

On recueille ainsi une solution d'acide chlorhydrique, que l'on fait passer sur une colonne de résine échangeuse d'anions sous forme OH- :

On recueille donc de l'eau pure, qui est dite « bipermutée » ou « désionisée ».

Très souvent, on mélange [...]


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Écrit par :

  • : docteur ès sciences, professeur à l'École supérieure de physique et de chimie industrielles, Paris, ingénieur, École supérieure de physique et de chimie industrielles

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Pour citer l’article

Robert ROSSET, « IONS ÉCHANGEURS D' », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/echangeurs-d-ions/