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>> Repères Le principe de l'échange d'ions
Les échangeurs d'ions sont des composés solides insolubles disposant au sein de leur structure chimique d'ions mobiles fixés sur la structure de base par l'intermédiaire de groupements chimiques dits "groupements fonctionnels".La nature chimique de la structure de base et celle des groupements fonctionnels confèrent à l'échangeur d'ions des caractéristiques mécaniques et chimiques spécifiques. Les échangeurs d'ions utilisés pour le traitement des eaux se présentent presque toujours sous forme de billes semi-plastiques, microporeuses ou macroporeuses. Leur diamètre est compris entre 0,2 et 2 mm, et leur masse spécifique (densité réelle) légèrement supérieure à celle de l'eau pour certains (1,03 à 1,1 g.ml-1), plus élevée pour d'autres (jusqu'à 1,25 g.ml-1). La structure de base de ces billes est obtenue par synthèse organique (par réactions de polymérisation d'un composé ou de copolymérisation de plusieurs composés organiques). Il s'agit donc de résines de synthèse. C'est pourquoi les échangeurs d'ions sont très couramment appelés "résines échangeuses d'ions" ou plus simplement encore "résines". Les groupements fonctionnels sont obtenus soit directement lors du processus de polymérisation, soit par post-traitement des billes de polymère. Chaque échangeur d'ions a des affinités différentes pour les divers ions de l'eau avec lesquels il est mis en présence. Chaque fois qu'une résine porteuse d'ions A pour lesquels elle a une affinité faible est mis en présence d'un liquide contenant des ions B pour lesquels la résine a une affinité plus grande, on constate que les ions B sont fixés par la résine qui cède en échange des ions A. Ainsi, le liquide percolant sur l'échangeur d'ions s'appauvrit en ions B et s'enrichit en ions A. Dans le même temps la résine s'appauvrit en ions A et s'enrichit en ions B. Cet échange d'ions s'effectue charge électrique pour charge électrique. Ainsi, si les ions A dont la résine est porteuse à l'origine sont monovalents et les ions du liquide B bivalents, chaque fois qu'un ion B est fixé sur la résine, celle-ci cède en échange deux ions A. |
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