Was sind Ionenaustauscher?

17.09.2019 09:24

Verschiedene Ionenaustauscher Grundstoffe


Inhaltsverzeichnis

Was sind Ionenaustauscher?

Viele wundern sich, was sich hinter dem für Laien kryptischen Begriff Ionenaustauscher verbirgt. Daher haben wir hier eine leicht verständliche Definition für sie zusammengefasst:

Definition Ionentauscher

Ionentauscher wird ein Material genannt, welches geladene Teilchen (Ionen) gegeneinander austauscht. Für die an den Ionentauscher gebundenen Teilchen gilt: Je höher Ihre Ladung, umso stärker sind sie an den Ionentauscher gebunden. Möchte man also Teilchen in einer Flüssigkeit mit einander austauschen, so müssen sich die im Ionentauscher-Material gebundenen Teilchen weniger stark binden, als die Auszutauschenden Teilchen.

Als Beispiel kann man hier, für in Tischwasserfiltern oder Trinkflaschen mit Filtereinheiten befindlichen Ionenaustauschern die Wechselwirkung von Natrium und Calcium nennen. Da sich die Calcium-Ionen stärker an den Ionentauscher binden möchten, als die des Natriums, werden diese Teilchen gegen einander ausgetauscht und somit die Wasserhärte verringert. In diesem Fall spricht man auch von einem Kationen-Austauscher. Die Entkalkung gelingt also durch den Austausch von Calcium (und teilweise Magneisum) -Ionen mit Natrium-Ionen. Das Wasser wird „weicher“ und Kalkablagerungen an Wasserkochern, Kaffeemaschinen und auf Heißgetränken wie Tee werden verhindert.

Woraus bestehen Ionenaustauscher?

Ionenaustauscher können aus verschiedensten Materialien und Grundstoffen hergestellt werden. Zu diesen Materialien zählen:
  • Aluminiumoxid (Verbindung von Aluminium mit Sauerstoff)
  • Chlorophyll (Pflanzlicher Farbstoff)
  • (faulendes) Holz
  • Kunstharz-Ionenaustauscher
  • funktionalisierte Sepharose (aus Meeresalgen)
  • Tonmineralien wie den Montmorillonit (Natrium-Aluminium-Silikat)

In Trinkwasserfiltern werden diese Ionenaustauscher häufig mit einem Aktivkohlefilter kombiniert, um mit diesen zusätzlich auch störende Geruchs- und Geschmacksstoffe aus dem Wasser zu filtern. Die in den Wasserfiltern verwendeten Ionenaustauscher sind meistens Kunstharze. Diese Kunstharze sind kleine Kunststoffkugeln mit einem ungefähren Durchmesser von 0,6 mm. Diese werden meist als Granulat, oder in kompakte Säulen verarbeitet, verwendet. An dieses Kunstharz wird, ein nicht bewegliches Ion und ein bewegliches Ion „angebracht“. Das bewegliche Ion wird mit dem sich im Wasser befindlichen freien Ion des Fremdstoffs ausgetauscht. Dieses bindet sich dabei an das nicht bewegliche Ion, welches durch seine Ladung weiterhin am Kunstharz haftet.

Anwendungsbereiche für Ionentauscher

So vielfältig wie Ihre Ausgangsmaterialien sind auch die Anwendungsbereiche der Ionenaustauscher. Diese reichen von Tischwasserfiltern über die Elektroindustrie bis hin zur Urangewinnung. Einer der wichtigsten Bereiche ist die Medizin. Die Wirkung der Austauscher hilft unter anderem dabei Stoffe im Darm zu binden und sie gegen verträgliche auszutauschen, beziehungsweise sie zu neutralisieren. Weitere Anwendungsbereiche von Ionentauschern:

  • Herstellung demineralisiertes Wasser
  • Reinigung Zuckersaftlösungen
  • Brauwasser
  • Geschirrspülmaschinen
  • Waschmittel
  • Reinigung von Abwasser
  • Arzneimittelindustrie
  • Hydrokultur
  • Aquaristik
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