Gli scambiatori di ioni sono macromolecole insolubili ( resina ) aventi gruppi ionizzabili aventi la proprietà di scambiare in modo reversibile alcuni dei loro ioni a contatto con altri ioni da una soluzione.
Il principio di ioni sistemi di scambio consiste nello scambio della centrale catione di un complesso per formare un altro, la cui stabilità dipende dalle condizioni di funzionamento (concentrazione, numero atomico del elemento ).
Esistono scambiatori di ioni naturali (come la zeolite naturale), ma le resine a scambio ionico utilizzate (comprese le zeoliti ) sono spesso sintetiche : un polimero viene modificato in modo tale che i gruppi ionici siano presenti sulle sue catene.
Se la resina è a scambio cationico , il polimero attrae ioni positivi per la presenza di gruppi caricati positivamente ma con un potenziale di elettronegatività più forte di quello del composto in acqua.
Esistono anche processi di scambio ionico elettrolitico che utilizzano membrane semipermeabili più o meno fini. Tali membrane sono ad esempio utilizzate nel processo cloro-alcalino , celle a combustibile e batterie redox al vanadio .
Gli scambiatori di ioni vengono utilizzati:
L'uso di scambiatori di ioni è alla base di un metodo cromatografico, sviluppato per gli ioni metallici da Franck Arold Spedding (1940), un chimico americano nato nel 1902. Usò questo metodo per purificare le terre rare e separare gli isotopi . Ha ottenuto l'isotopo 15 dell'azoto ( 15 N) e ha permesso la scoperta del promezio .
Il sito di François de Dardel presenta un'importante serie di informazioni strutturate ed esaustive sugli scambiatori di ioni e sulle loro applicazioni:
http://dardel.info/IX/index_FR.html (in francese, inglese, tedesco e spagnolo).
François de Dardel è un esperto internazionale di processi di scambio ionico industriali per tutte le applicazioni.