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Tab. 3.9
Selektivitätskoeffizienten ausgewählter Kationen
Harztyp
Mg
2
C
Ca
2
C
Sr
2
C
Al
3
C
Li
C
H
C
Na
C
K
C
Cs
C
Wofatit KPS
0,84
1
1,5
2,1
4,0
2,6
3,7
5,0
3,6
Dowex 50
0,79
1
1,56
2,3
2,56
2,59
4,06
5,13
-
Duolite 20
0,85
1
1,5
2,5
2,7
2,5
3,9
4,95
-
waren dabei so, dass die zu entfernenden Ionen im großen Überschuss vorhanden
waren. Als Folge davon werden so lange Ionen vom Harz aufgenommen, wie noch
freie, d. h. in der regenerierten Form befindliche, Plätze vorhanden sind; der Durch-
bruch ergibt sich dann aufgrund der Kapazität des Ionenaustauschers.
Wir haben aber auch gesehen, dass durch Behandlung eines beladenen Austau-
schers mit entsprechender Lösung der Vorgang der Beladung rückgängig gemacht
werden kann (Regenerierung). Ob sich demzufolge eine bestimmte, am Ionenaus-
tauschgleichgewicht beteiligte Ionensorte bevorzugt am Austauscher oder in der
Lösung aufhält, hängt natürlich wie bei jedem anderen chemischen Gleichgewicht
von den aktuellen Konzentrationen
aller
am Gleichgewicht beteiligten Ionen ab.
Das Ionenaustauschgleichgewicht zwischen dem Austauscher und der Lösung
kann allgemein mit der entsprechenden Gleichgewichtskonstanten charakterisiert
werden. Zum Beispiel gilt für ein binäres Kationenaustauschsystem R-A/B mit der
allgemeinen Reaktionsgleichung
mR
n
-A
C
nB
mC
•
nR
m
-B
C
mA
nC
(3.34)
n
m
.
c
B
/
.
c
A
/
K
AB
D
m
:
(3.35)
.
c
B
/
n
.
c
A
/
c, c
i
: Äquivalentkonzentration der Ionen i in der Harzphase bzw. in der Lösung.
Die Konstante K
AB
wird häufig Selektivitätskoeffizient genannt (die eigentliche
Gleichgewichtskonstante ist mit den entsprechenden Aktivitäten zu formulieren).
Für das Gleichgewicht mit A
D
H
C
und B
D
Ca
2
C
gilt also beispielsweise:
.
Ca
2C
/ .
H
C
/
2
.
Ca
2C
/ .
H
C
/
K
H
=
Ca
D
2
:
(3.36)
Tabelle
3.9
gibt einen Überblick über Werte von Selektivitätskoeffizienten ausge-
wählter Ionen an stark sauren Kationenaustauscherharzen unterschiedlicher Her-
steller (Bezugswert ist die H
C
-Form).
Wie man sieht, unterscheiden sich die Werte verschiedener Firmenprodukte im
Allgemeinen nicht wesentlich und sind somit für den jeweiligen Harztyp (gleiche
Matrix und gleiche funktionelle Gruppe) charakteristisch. Man sieht weiterhin, dass
unter sonst gleichen Bedingungen unterschiedliche Ionen unterschiedlich stark vom
Austauscher aufgenommen werden. Als Erklärung für die stetige Erhöhung der Se-
lektivitätskoeffizienten innerhalb der Reihe der Alkali- und Erdalkalimetallionen
ist anzunehmen, dass ihre Bindung vor allem durch elektrostatische Kräfte erfolgt,
