Usuwanie z wody wapnia i magnezu, czyli związków powodujących jej twardość jest procesem zwanym zmiękczaniem wody. Proces ten znalazł szerokie zastosowanie nie tylko w wielu gospodarstwach domowych lecz także w branży przemysłowej – chłodniczej, kotłowej oraz technologicznej. Jedną ze znanych metod zmiękczania wody jest zmiękczanie na jonitach.

Mianem twardej wody określa się taką ciecz, która to zawiera w swym składzie mnóstwo jonów wapnia oraz magnezu. Pierwiastki te wraz z sodem to jony dodatnie zwane często kationami. W celu zmiękczenia wody zawierającej dużo wapnia i magnezu niezbędny jest proces wymiany jonowej, który to zachodzi w trakcie przepływania wody przez żywicę jonowymienną znajdującą się w danym zbiorniku.

Co to jest wymiana jonowa?

Podczas procesu wymiany jonowej obecne w wodzie jony mające określony ładunek są wiązane przez inny jonit, który to równocześnie uwalnia do roztworu jony ze swoich aktywnych centrów.

Obecnie w zależności stopnia z twardości wody stosuje różnorodne jonity. Wśród wielu z nich można wymienić powszechnie stosowane żywice jonowymienne.

Najpopularniejsze metody zmiękczające wodę polegają na wymianie jonowej realizowanej za pomocą silnie kwaśnego kationu pracującego w cyklu sodowym. Proces ten zapewnia zupełną wymianę jonów wapnia oraz magnezu. Ponadto zapobiega on tworzeniu się osadu, w postaci trudno usuwalnego kamienia tworzonego przez sole tych pierwiastków.

Proces wymiana jonowej wody jest możliwy gdy kationy różnią się pomiędzy sobą ładunkiem elektrycznym oraz gdy kationy o silniejszym ładunku – wapń czy magnez są z większą siłą przyciągane przez centra aktywne jonitu, niż słabo naładowane kationy sodu.

Dzięki temu procesowi jony tj. magnez oraz wapń są wymieniane są na takie, które to nie powodującą twardości wody.

Okresowa regeneracja zmiękczacza wody

Bez procesu regeneracji zmiękczacza nie będzie on działał prawidłowo. Regeneracja polega na czyszczeniu żywicy jonowymiennej, czyli złoża znajdującego się wewnątrz zmiękczacza.

Żywica naładowana jonami sodu jest substancją odpowiadającą za zmiękczanie wody. Podczas przepływania twardej wody przez złoże, zawarte w niej jony wapnia oraz magnezu przyklejają się do żywicy i są wymieniane na jony sodu. Po tej zamianie woda jest już bardzo miękka i odpowiednia do domowego użytku.

Niemniej żywica jonowymienna ma zawsze określoną efektywność. Po pewnym czasie nie jest już w stanie zatrzymać więcej jonów wapnia i magnezu i dostatecznie zmiękczać wody. W takiej sytuacji konieczne jest zregenerowanie złoża solanką, a więc roztworem wody oraz soli tabletkowanej. Podczas tego procesu jony wapnia oraz magnezu są wypłukiwane z żywicy. Wówczas to złoże ponownie ładuje się jonami sodu, które to zmiękczają wodę, a solanka wędruje do kanalizacji.

Przeczytaj ciekawy artykuł o tym, jak wymiana jonowa działa w zmiękczaczach wody napisany przez eksperta.