رزین های تعویض یونی

،ذرات جامدی هستند که می توانند یون های نامطلوب آب در محلول را با همان مقدار اکی والان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه جایگزین کنند.اواسط قرن نوزدهم میلادی یک خاک شناس انگلیسی متوجه شد که محلول سولفات آمونیومی که به عنوان کود شیمیایی به کار می رود ، در اثر عبور از لایه های ستونی خاک ، آمونیوم خود را ازدست می دهد. به گونه ای که در محلول خروجی ازستون خاک سولفات کلسیم در محلول ظاهر می شود.این یافته توسط دیگران پی گیری شد ومتوجه شدند که سیلیکات آلومینیوم موجود در خاک  قادر به تعویض یونی می باشد.این نتیجه گیری با تهیه ژل سیلیکات آلومینیوم از ترکیب محلول سولفات آلومینیوم و سیلیکات سدیم به اثبات رسید. بنابراین اولین رزین مصنوعی که ساخته شد سیلیکات آلومینیم بود.به رزین های معدنی زئولیت گفته می شود. ودر طبیعت سنگ هایی یافت می شود که می توانند کار زئولیت های سنتزی را انجام دهند.این مواد یون های سختی آور آب (کلسیم و منیزیم ) را حذف می کنند وبه جای آن یون سدیم آزاد می گنند. واز این رو به زئولیت های سدیمی مشهورند.تحقیقات ادامه یافت تا آن که در اواسط دهه 1930 در هلند زئولیت هایی ساخته شد که به جای سدیم فعال ، هیدروژن فعال داشتند. این زئولیت ها می توانستند تمام نمک های محلول در آب را به اسیدهای مربوطه تبدیل کنند.به عنوان مثال بی کربنات های کلسیم و منیزیم به اسید کربنیک تبدیل می شوند که اسید کربنیک به دی اکسید کربن و آب تجزیه می شود.دی اکسید کربن را می توان توسط هوازدایی از محیط حذف کرد.برای بهبود تکنولوژی تصفیه آب گام های اساسی در سال 1944 برداشته شد که باعث تولید رزین های تعویض یونی آنیونی  شد.رزین های کاتیونی هیدروژنی تمام کاتیون های آب را حذف می کنند و رزین های آنیونی تمام آنیون های آب، از جمله سیلیس  را حذف می کنند.در نتیجه می توان با استفاده از هر دو رزین ، آب بدون یون تولید کرد.فرآیندی که در آن یون های متصل به گروه های باردار سطح یک جسم با یون های با بار مشابه در یک محلول که جسم جامد در آن قرار گرفته مبادله می کنند، تعویض یونی می گویند. این تعادل قابل برگشت است ، و برای انجام آن لازم است که یک فاز جامد و یک فاز مایع در تماس با هم قرار بگیرند.بار یون های محلول الکترولیت باید با  بار یون های سطح جامد مشابه  باشند بر همین اساس مبادله کننده ها تهیه شدندرزین های تعویض یونی شامل بار مثبت کاتیونی  وبار منفی آنیونی می باشند. به گونه ای که از نظر الکتریکی خنثی هستند. اما تعویض کننده ها با محلول های الکترولیت این تفاوت را دارند گه فقط یکی از دو یون ، متحرک وقابل تعویض است.به عنوان مثال یک تعویض کننده کاتیونی سولفونیک دارای نقاط آنیونی غیر متحرک است که شامل رادیکال های آنیونی SO3-2  می باشد  که کاتیون های متحرکی مثلH+ و Na+ می توانند به آن متصل باشند.