ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳು

ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ರಾಳ ಮಣಿಗಳು

ಪ್ರೋಟೀನ್ ಶುದ್ಧೀಕರಣಕ್ಕೆ ಬಳಸಲಾಗುವ ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ಸ್ತಂಭ

ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳು ಎಂದರೆ ತಮ್ಮ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಒಂದು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿರುವ (ಸೊಲ್ಯೂಷನ್) ಇತರ ಅಯಾನುಗಳಿಗೆ ವಿನಿಮಯಿಸುವ ಘನರಾಸಾಯನಿಕ ವಸ್ತುಗಳು (ಅಯಾನ್ ಎಕ್ಸ್‌ಚೇಂಜರ್ಸ್). ಈ ಕ್ರಿಯೆಯ ಹೆಸರು ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ.

ಮುನ್ನೋಟ

ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ಗುಣಗಳಿರುವ ಹಲವಾರು ನಿಸರ್ಗಜನ್ಯ ಮತ್ತು ಕೃತಕ (ಸಿಂಥೆಟಿಕ್) ವಸ್ತುಗಳಿವೆ-ಪ್ರೊಟೀನ್‍ಗಳು, ಕೃತಕ ರಾಳಗಳು (ಸಿಂಥೆಟಿಕ್ ರೆಸಿನ್ಸ್), ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್, ಮೂಳೆ, ಜೈವಿಕ ಕೋಶಗಳು, ಸಿಲಿಕೇಟ್ ಖನಿಜಗಳು ಮತ್ತು ಮಣ್ಣು. ನೀರನ್ನು ಮೃದುಗೊಳಿಸುವುದರಲ್ಲಿ ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳ ಅತ್ಯಂತ ವಿಸ್ತೃತ ಉಪಯೋಗವಿದೆ. ಸಾಬೂನನ್ನು ಒತ್ತರಿಸುವ (ಪ್ರೆಸಿಪಿಟೇಟಿಂಗ್) ಗಡಸುನೀರಿನ ಕ್ಯಾಲ್ಶಿಯಮ್ ಮತ್ತು ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಸೋಡಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳಿಗೆ ವಿನಿಮಯಿಗಳ ಮೂಲಕ ವಿನಿಮಯಿಸಬಹುದು. ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಆರ್ಗ್ಯಾನಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳ ಬೃಹದಣುಗಳು. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಅನೇಕವೇಳೆ ಅಡ್ಡಡ್ಡಲಾಗಿ ಹಾದುಹೋಗಿರುವ, ಕೆಲವುಸಲ ಹೆಚ್ಚು ಕೆಲವುಸಲ ಕಡಿಮೆ ಇರುವ ಬಂಧಗಳಿವೆ.

ವರ್ಗೀಕರಣ

ವಿನಿಮಯಿಗಳನ್ನು ಸ್ಥೂಲವಾಗಿ ಆಮ್ಲಗಳು (ಆ್ಯಸಿಡ್ಸ್) ಮತ್ತು ಪ್ರತ್ಯಾಮ್ಲಗಳು (ಬೇಸಸ್) ಎಂದು ಎರಡು ವಿಧವಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸಬಹುದು. ವಿನಿಮಯಿಗಳು ಅಯಾನೀಕರಿಸಿ ಎರಡು ವಿಧವಾದ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಕೊಡುತ್ತವೆ. ಒಂದನೆಯವು ಬಂಧಿತ (ಫಿಕ್ಸೆಡ್) ಅಯಾನುಗಳು. ಇವು ವಿನಿಮಯಿಯ ಅಣುಜಾಲದಲ್ಲಿಯೇ ಇರುತ್ತವೆ. ಎರಡನೆಯವು ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ಚಲಿಸಬಲ್ಲ ಪ್ರತ್ಯಯಾನುಗಳು (ಕೌಂಟರ್ ಅಯಾನ್ಸ್). ಪ್ರತ್ಯಯಾನುಗಳು ವಿನಿಮಯಿಯ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿನ ಅಯಾನುಗಳೊಡನೆ ವಿನಿಮಯಗೊಳ್ಳಬಲ್ಲವು. ಆಮ್ಲೀಯ (ಕ್ಯಾಟಯಾನ್) ಮತ್ತು ಪ್ರತ್ಯಾಮ್ಲೀಯ (ಆ್ಯನಯಾನ್) ವಿನಿಮಯಿಗಳನ್ನು ಪ್ರಬಲ ಮತ್ತು ದುರ್ಬಲ ವಿನಿಮಯಿಗಳೆಂಬ ಉಪವರ್ಗಗಳಾಗಿ ಪುನರ್ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು. ಒಂದು ವಿನಿಮಯಿ ಏಕಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಒಂದು ತರಹದ ವಿನಿಮಯವನ್ನು ಮಾತ್ರ ತರಹದ ವಿನಿಮಯಗಳನ್ನು ಮಾಡುವ ಗುಂಪುಳ್ಳವು) ಆಗಿರಬಹುದು. ವ್ಯಾವಹಾರಿಕ ಉಪಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಬಹುವಾಗಿ ಈ ಏಕಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ವಿನಿಮಯಿಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ.

ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ರಾಳಗಳು

ಫೀನಾಲ್ ಫಾರ್ಮಾಲ್ಡಿಹೈಡ್ ಮತ್ತು ಯುರಿಯ (ಅಥವಾ ಅಮೈನ್)-ಫಾರ್ಮಾಲ್ಡಿಹೈಡ್ ಪಾಲಿಕಂಡೆನ್ಸೇಷನ್ ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳು; ಪಾಲಿಸ್ಟೈರೀನಿನ ಮತ್ತು ಡೈವಿನೈಲ್ ಬೆನ್‍ಜ಼ೀನಿನ (DVB) ಸಹಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳು ಇತ್ಯಾದಿ ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ರಾಳಗಳಿಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ಉದಾಹರಣೆಗಳು. ಎಲ್ಲ ರಾಳಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಅಡ್ಡಲಾಗಿ ಹಾಯುವ ಬಂಧಗಳು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಪ್ರಮಾಣಗಳಲ್ಲಿದ್ದು, ರಾಳವನ್ನು ತಯಾರಿಸುವಾಗ ಈ ಪ್ರಮಾಣಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು. ಪಾಲಿ (ಸ್ಟೈರೀನ್) -ಸಹ ಪಾಲಿಮರನ್ನು ಸಲ್ಫೋನೀಕರಿಸಿ ಆ್ಯನಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ರಾಳವನ್ನು ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದು ಅಥವಾ ಇದನ್ನು ಕ್ಲೋರೊಮಿಥಿಲೀಕರಿಸಿ ಅನಂತರ ಅದನ್ನು ಒಂದು ಅಮೀನಿನೊಡನೆ (ಪ್ರಬಲ ಅಥವಾ ದುರ್ಬಲ) ಉತ್ಪತ್ತಿಮಾಡಬಹುದು. ಕ್ಲೋರೊಮಿಥಿಲೀಕರಿಸಿರುವ ಪಾಲಿ (ಸ್ಟೈರೀನ್) DVB ಯನ್ನು ನೈಟ್ರೈಲ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಿದ ಬಳಿಕ ಒಂದು ಆ್ಯನಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಯನ್ನು ನೀಡುವಂತೆ ಅದನ್ನು ಜಲವಿಶ್ಲೇಷಣೆ (ಹೈಡ್ರೊಲೈಸ್) ಮಾಡಬಹುದು. ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ರಾಳಗಳ ಸಂಯೋಜನೆ (ಇವುಗಳಲ್ಲಿರುವ ಗುಂಪುಗಳ ಸ್ವಭಾವ), ಮತ್ತು ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ (ಪ್ರತಿ ಒಂದು ಗ್ರಾಂ ಒಣರಾಳದಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯಯಾನುಗಳ ಎಷ್ಟು ಮಿಲಿಗ್ರಾಂಗಳು ವಿನಿಮಯ ಹೊಂದುವುವು ಎಂದು ಸೂಚಿಸುವ ಸಂಖ್ಯೆ) ನೆರವಾಗಿರುವ ರಚನೆ (ಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್)-ಇವು ಈ ರಾಳಗಳ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು.

ವಿನಿಮಯಿ ಕ್ರಿಯೆಯ ನಿರ್ಧಾರಕಗಳು

ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ರಾಳಗಳ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುವ ಅಂಶಗಳು: ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ರಾಳಗಳ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ನಿರ್ಧಾರಕಗಳಾಗಿ ಮೂರು ಮೂಲಭೂತ ಅಂಶಗಳಿವೆ:

1. ಉಬ್ಬುವಿಕೆ (ಸ್ವೆಲ್ಲಿಂಗ್).
2. ವಿನಿಮಯ ವೇಗ (ರೇಟ್ ಆಫ್ ಎಕ್ಸ್‌ಚೇಂಜ್).
3. ವಿನಿಮಯದ ಆಯ್ಕೆ (ಎಕ್ಸ್‌ಚೆಂಜ್ ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿ).

ರಾಳಗಳಲ್ಲಿನ ಅಡ್ಡಬಂಧಗಳ ಪ್ರಮಾಣ ಎಲ್ಲ ಅಂಶಗಳ ಮೇಲೂ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಬೀರುವುದು. ಅಯಾನೀಕರಿಸುವ ಗುಂಪುಗಳು ಸಧ್ರುವ (ಪೋಲಾರ್) ಆಗಿದ್ದು, ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ರಾಳಗಳು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಇತರ ಸಧ್ರುವ ದ್ರವಗಳಲ್ಲಿ ಉಬ್ಬುತ್ತವೆ. ಅಡ್ಡಬಂಧಗಳ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ಉಬ್ಬುವಿಕೆಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ವಿಲೋಮ ಉಬ್ಬುವುದು. ಸ್ಥಳಾವಕಾಶದ ದೃಷ್ಟಿಯಿಂದ ಇದು ಅತ್ಯಂತ ದುಬಾರಿ. ಬದಲು ಸಾಧಾರಣ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣಗಳಲ್ಲಿ ಅಡ್ಡಬಂಧಗಳಿರುವ ರಾಳಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಉಪಯುಕ್ತ. ದುರುದೃಷ್ಟವಶಾತ್, ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ವೇಗ ಅಡ್ಡಬಂಧಗಳ ಪ್ರಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಿದಂತೆಲ್ಲ ಕಡೆಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಉಬ್ಬುವಿಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣ ಕಡಿಮೆಯಾಗಬೇಕಾದರೆ ಅಡ್ಡಬಂಧಗಳ ಪ್ರಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರಬೇಕು. ಇಂಥ ಪರಸ್ಪರ ವಿರುದ್ಧ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ನಡುವೆ ಒಂದು ಸಮತೋಲ ಏರ್ಪಡಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯ. ನೀರು ಮೃದುಗೊಳಿಸುವಿಕೆ ಮುಂತಾದ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗೆ 8-12% ಅನುಕೂಲತಮ (ಆಪ್‍ಟಿಮಂ) ಅಡ್ಡಬಂಧ ಕೊಡುವುದೆಂದು ತಿಳಿದಿದೆ. ಆರ್ಗ್ಯಾನಿಕ್ ಅಯಾನುಗಳ ವಿನಿಮಯ ಇನಾರ್ಗ್ಯಾನಿಕ್ ಅಯಾನುಗಳದ್ದಕ್ಕಿಂತ ನಿಧಾನ. ಆದ್ದರಿಂದ ಕ್ರೊಮೊಟೋಗ್ರಫಿಯಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಆರ್ಗ್ಯಾನಿಕ್ ಅಯಾನುಗಳಲ್ಲಿ ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ಅಡ್ಡಬಂಧಗಳು ಅಪೇಕ್ಷಣೀಯ. ರಾಳಕಣಗಳ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಆಕಾರ ವಿನಿಮಯವೇಗವನ್ನು ಪ್ರಭಾವಿಸುತ್ತವೆ. ಸ್ತಂಭಗಳಲ್ಲಿ ವಿನಿಮಯಿಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುವ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ (ಕಾಲಮ್ ಟೆಕ್‍ನೀಕ್ಸ್) ದುಂಡನೆಯ ಮಣಿಗಳ ಆಕಾರ ಹೆಚ್ಚು ಉಪಯುಕ್ತ. ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚಿದಂತೆ ವಿನಿಮಯ ವೇಗ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದು. 0.3-1.5 ಮಿ.ಮೀ. ವ್ಯಾಸವಿರುವ ಮಣಿಗಳು ಪಲ್ಲಟನ ವಿಧಾನಗಳಿಗೂ 0.05-.02 ಮಿ.ಮೀ. ವ್ಯಾಸವಿರುವ ಮಣಿಗಳು ಕ್ರೊಮೊಟೋಗ್ರಫಿ ವಿಧಾನಗಳಿಗೂ ತಕ್ಕುದಾಗಿವೆ. ಚಿಕ್ಕಗಾತ್ರದ ಕಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ ರಾಳ ದೊರೆಯದಿದ್ದರೆ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿ ವಿನಿಮಯ ವೇಗವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ಕ್ಯಾಟಯಾನಿನ ವಿನಿಮಯ ರಾಳಗಳನ್ನು 120⁰ ಸೆಂ.ಗ್ರೇ. ಉಷ್ಣತೆಯವರೆಗೆ ಕಾಯಿಸಬಹುದು. ಆದರೆ ಆ್ಯನಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಗಳು 60⁰ ಸೆಂ.ಗ್ರೇ.ಗೂ ಮೇಲ್ಪಟ್ಟ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ದೃಢವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ದೊಡ್ಡದೊಡ್ಡ ಆರ್ಗ್ಯಾನಿಕ್ ಕ್ಯಾಟಿಯಾನುಗಳು ಮಧ್ಯಮ ಅಥವಾ ಅಡ್ಡಬಂಧಗಳಿರುವ ರಾಳಗಳ ಜೊತೆ ನಿಧಾನವಾಗಿ ವಿನಿಮಯಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಈ ಗುಣವನ್ನು ಜರಡಿಯಾಡಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಅಂದರೆ ದೊಡ್ಡ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಸಣ್ಣ ಅಯಾನುಗಳಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದಕ್ಕೆ ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು; ಮತ್ತು ಇವುಗಳ ಮೂಲಕ ದೊಡ್ಡ ದೊಡ್ಡ ಅಣುಗಳು ತೂರಿಹೋಗುವಂಥ ವಿಶಾಲವಾದ ರಂಧ್ರಗಳಿರುವ (400 ಆ.-1000 ಆ.) ಮೇಕ್ರೋರೆಟಿಕ್ಯುಲರ್ (ಬೃಹಜ್ಜಾಲ ಬಂಧವಿರುವ) ರಾಳಗಳನ್ನು ರಚಿಸಿರುವರು. ಪಲ್ಲಟ ವಿಧಾನಗಳು, ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ಕ್ರೊಮೊಟೋಗ್ರಫಿ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಇಂಥ ರಾಳಗಳು ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿವೆ. ಸಾಪೇಕ್ಷ ಆಕರ್ಷಕತ್ವ (ರಿಲೆಟಿವ್ ಆಫಿನಿಟಿ) ಅಥವಾ ಅಯಾನುಗಳ ಆಯ್ಕೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ (ಅಯಾನ್ ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿ) ಅಂದರೆ ಅನೇಕ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ತರದ ಪ್ರತ್ಯಯಾನುಗಳ ಪೈಕಿ ಕೆಲವು ತರದ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಆಯ್ದುಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ-ಇದು ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳ ಪ್ರಧಾನ ಲಕ್ಷಣ. ಈ ಆಯ್ಕೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಅಡ್ಡಬಂಧಗಳ ಪ್ರಮಾಣದಿಂದ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗುವುದು. ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ಅಡ್ಡಬಂಧಗಳಿರುವ ವಿನಿಮಯಿಗಳ ಆಯ್ಕೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಅತ್ಯಲ್ಪ. ರಾಳಗಳ ಈ ಆಯ್ಕೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಕ್ರೊಮೊಟೋಗ್ರಫಿಯಲ್ಲಿ ಬಹಳ ಮುಖ್ಯ.

ಆಯ್ಕೆಯ ಅಂಕ (ಅಥವಾ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಆಕರ್ಷಕತ್ವಾಂಕ)

$K_{A}^{B}={\frac {X_{B}}{X_{A}}}{\frac {a_{A}}{a_{B}}}$

[${\overline {A}}+B\rightleftarrows {\overline {B}}+A$ ಎನ್ನುವ ವಿನಿಮಯಕ್ರಿಯೆ ಸಮತೋಲದಲ್ಲಿರುವಾಗ ${\bar {X_{B}}}$ ಮತ್ತು ${\bar {X_{A}}}$ ಗಳು ರಾಳದ ಸ್ವರೂಪದಲ್ಲಿ (ಫೇಸ್) ${\overline {A}}$ ಮತ್ತು ${\overline {B}}$ ಗಳ ಅಣುಭಿನ್ನಾಂಶಗಳು (ಮೋಲ್ ಫ್ರ್ಯಾಕ್ಷನ್), a_A ಮತ್ತು a_B ಗಳು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ A ಮತ್ತು B ಗಳ ಆ್ಯಕ್ಟಿವಿಟಿಗಳು].

ಸಾಂದ್ರಣ

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿನ ಅಯಾನು ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸುವುದು. ಇದಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಯಾಗಿ ವಿನಿಮಯಗೊಳ್ಳುವ ಪ್ರತ್ಯಯಾನುಗಳು ಏಕವೇಲೆನ್ಸಿಯವಾಗಿದ್ದರೆ, ದ್ರಾವಣದ ಒಟ್ಟು ಸಾಂದ್ರಣದಲ್ಲಿ (ಕಾನ್‍ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್) ವ್ಯತ್ಯಾಸವುಂಟುಮಾಡಿದರೆ $K_{A}^{B}$ ಬೆಲೆಯಲ್ಲಿ ಯಾವ ಹೆಚ್ಚಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೂ ಆಗುವುದಿಲ್ಲ. ಅಂದರೆ ವಿನಿಮಯಗೊಳ್ಳುವ ಅಯಾನುಗಳು Mg⁺⁺ ಮತ್ತು Na⁺ ಆಗಿದ್ದರೆ, ವಿನಿಮಯಿಯ ಮೇಲೆ ಈ ಎರಡು ಅಯಾನುಗಳ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಪ್ರಮಾಣಗಳು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಈ ಎರಡು ಅಯಾನುಗಳ ಒಟ್ಟು ಸಾಂದ್ರಣವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತವೆ. ಬೇರೆ ಬೇರೆ ವೇಲೆನ್ಸಿಯಿರುವ ಇಂಥ ಅಯಾನುಗಳ ವಿನಿಮಯದಲ್ಲಿ, ವಿನಿಮಯಗೊಳ್ಳುವ ಈ ಪ್ರತ್ಯಯಾನುಗಳ ಸಾಂದ್ರಣಗಳು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುವ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ಈ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಮಂದ (ಡೈಲ್ಯೂಟ್) ಮಾಡುವುದು-ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಲೆನ್ಸಿಯ ಅಯಾನುಗಳ ಗ್ರಹಣಕ್ಕೆ (ಅಪ್‍ಟೇಕ್) ಅನುಕೂಲವಾಗಿ ಪರಿಣಮಿಸುವುದು. ಸಾಂದ್ರಣ-ವೇಲೆನ್ಸಿ ಪರಿಣಾಮ ವಿನಿಮಯಗೊಳ್ಳುವ ಎರಡು ಅಯಾನುಗಳ ಸಂಯೋಗಶಕ್ತಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಹೆಚ್ಚಿದಂತೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತ ಹೋಗುವುದು. ಇಂಥ ಪರಿಣಾಮ ವ್ಯಾವಹಾರಿಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಹತ್ವ ಪಡೆದಿದೆ.

ಉಪಯೋಗಗಳು

ಆಯ್ಕೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಉಪಯೋಗಗಳು

ನೀರನ್ನು ಮೃದುಮಾಡುವ ಕಾರ್ಯದಲ್ಲಿ-ಉದಾಹರಣೆಗೆ ನಲ್ಲಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ವಿರಳವಾಗಿರುವ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮತ್ತು ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಸೋಡಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳಿಂದ ವಿನಿಮಯಗೊಳಿಸಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು. ವಿನಿಮಯವನ್ನು ಪುನಃ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡಲು ಪ್ರಬಲ ಸೋಡಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ವಿನಿಮಯಿಯಿಂದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮತ್ತು ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ತೆಗೆದುಬಿಡಬಹುದು. ವಿನಿಮಯಿಯಲ್ಲಿರುವ A ಎಂಬ ಅಯಾನನ್ನು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿರುವ ಮತ್ತೊಂದು B ಅಯಾನಿನಿಂದ ಪಲ್ಲಟಗೊಳಿಸಲು ಮುಖ್ಯವಾದ ಅಂಶವೆಂದರೆ a_B/a_A ಯು 1/$K_{A}^{B}$ ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿರಬೇಕು. ವಿಸ್ತೃತವಾದ ಪಲ್ಲಟನಕ್ಕೆ ಅನನುಕೂಲಕಾರಿಯಾದ B ಯ ಸಾಂದ್ರಣದಲ್ಲಿನ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ವಿನಿಮಯದ ಮೂಲಕ ಉಂಟಾಗತಕ್ಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಉತ್ಪನ್ನವಾದ ಕೂಡಲೇ ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಪ್ರವಹನ ವಿಧಾನದಿಂದ (ಫ್ಲೋ ಟೆಕ್‍ನೀಕ್) ಬಗೆಹರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ಕ್ರೊಮೊಟೋಗ್ರಫಿಯಲ್ಲಿ ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಸ್ತಂಭಗಳ ಬಳಕೆ ಇಂಥ ತತ್ತ್ವದ ಮೇಲೆ ನಿರೂಪಿತವಾಗಿದೆ.

ಜಿಯೋಲೈಟ್‍ನಂಥ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಇನಾರ್ಗ್ಯಾನಿಕ್ ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳು ಬಹಳ ಕಾಲದಿಂದ ತಿಳಿದಿದ್ದರೂ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ವಿನಿಮಯಿಗಳು (ಆರ್ಗ್ಯಾನಿಕ್ ಮತ್ತು ಇನಾರ್ಗ್ಯಾನಿಕ್) ಇವುಗಳನ್ನು ಮೂಲೆಗೊತ್ತಿವೆ. ಇನಾರ್ಗ್ಯಾನಿಕ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳು ಆರ್ಗ್ಯಾನಿಕ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳಿಗಿಂತ ಅನೇಕ ರೀತಿಯ ಅನುಕೂಲತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಇವು ಅಯಾನೀಕಾರಕ ರೇಡಿಯೇಷನ್‍ಗಳನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಶಕ್ತಿಹೊಂದಿವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣತೆಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಕೆಲಸ ಮಾಡಬಲ್ಲವು. ಅತ್ಯಧಿಕ ಆಯ್ಕೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸೀಸಿಯಂ ರುಬಿಡಿಯಂ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿನ (ಸಿಸ್ಟಮ್) ಅಮೋನಿಯಂ ಫಾಸ್ಫೋ ಮಾಲಿಬ್‍ಡೇಟಿನ ಆಯ್ಕೆಯ ಅಂಕ (28). ಆದರೆ ಪ್ರಬಲ ಆಮ್ಲದ ಕ್ಯಾಟಿಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಯ ಆಯ್ಕೆಯ ಅಂಕ (1.2-1.5)ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ.

ಸಂಕೀರ್ಣಕಾರಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ (ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ ಕೆಪ್ಯಾಸಿಟಿ)

ಸಂಕೀರ್ಣಗೊಳ್ಳುವುದರ ತತ್ತ್ವ. ವಿನಿಮಯಿಯೊಡನೆ ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಂಯುಕ್ತವನ್ನು ಕೊಡುವ ಪರಿವರ್ತಕವನ್ನು (ರಿಯೇಜೆಂಟ್) ಒಂದು ವಿನಿಮಯಿಯಿಂದ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲು (ಎಲ್ಯೂಟ್) ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ದುರ್ಬಲ ಆಮ್ಲದ ಕ್ಯಾಟಿಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಯಿಂದ ಜಲಜನಕದ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಲ್ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಇದಕ್ಕೆ ಉದಾಹರಣೆ. ಹೊರತೆಗೆಯಬೇಕಾದ ಅಯಾನು ಒಂದು ದುರ್ಬಲ ಆಮ್ಲದ ಅಥವಾ ಪ್ರತ್ಯಾಮ್ಲದ ಆ್ಯನಯಾನ್ ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಟಯಾನ್‍ಗಳಾಗಿದ್ದರೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಬೇಕಾದ PHನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಅಥವಾ ಮಾರ್ಪಾಟಿನಿಂದ ವಿನಿಮಯ ಸ್ವಭಾವವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು.

ಪ್ರತ್ಯಯಾನುಗಳ ಆಕರ್ಷಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಈ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಸಾಲದಿದ್ದ ಪಕ್ಷದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ದ್ರಾವಣತೆಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಉಪಯೋಗಿಸಬಹುದು. ವಿರಳ ಮೃಲ್ಲೋಹಗಳ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು (ರೇರ್ ಅರ್ತ್ ಮೆಟಲ್ ಅಯಾನ್ಸ್) ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಉಪಯೋಗ ಇದಕ್ಕೊಂದು ಉದಾಹರಣೆ. ಅನೇಕ ಸಂಕೀರ್ಣ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು, ಈ ಅಯಾನುಗಳ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ತಿಳಿಯಲು ಮತ್ತು ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಸಂಕೀರ್ಣಕಾರಕ ತತ್ತ್ವವನ್ನು (ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ ಪ್ರಿನ್ಸಿಪಲ್) ಬಹಳ ವಿಸ್ತೃತವಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವರು. ಹೆಚ್ಚು ಸಾಂದ್ರಣವಾಗಿರುವ ಹೈಡ್ರೊಕ್ಲೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಹೈಡ್ರೊಫ್ಲೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಲೋಹಗಳು ಸಂಕೀರ್ಣ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಕೊಡುತ್ತವೆ. ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಾಮ್ಲವನ್ನು ಮಂದಗೊಳಿಸಿದರೆ (ಡೈಲ್ಯೂಟ್) ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ವಿಭಜನೆಗೊಂಡು ವಿನಿಮಯಿಯಿಂದ ಸಮಭಾಗವಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಆಮ್ಲದ ಸಾಂದ್ರಣಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದರಿಂದ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡಿಸಬಹುದು. ಏಕೆಂದರೆ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸಂಕೀರ್ಣವೂ ತನ್ನದೇ ಆದ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಮ್ಲದ ಸಾಂದ್ರಣದಲ್ಲಿ ವಿಭಜಿಸಿ ಬೇರೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂಕೀರ್ಣಕಾರಕ ಗುಣವನ್ನು ಅಯಾನುಗಳಲ್ಲದ ಇತರ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸಹ ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ಕ್ರೊಮೊಟೋಗ್ರಫಿಯಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬೋರೇಟ್ ಅಯಾನುಗಳ ಜೊತೆ ಸಂಕೀರ್ಣಗೊಳ್ಳುವ ಪಾಲಿಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಸೋಡಿಯಂ ಬೈಸಲ್ಫೇಟಿನೊಡನೆ ಸಂಕೀರ್ಣಿಸುವ ಆಲ್ಡಿಹೈಡ್ ಮತ್ತು ಕೀಟೋನುಗಳನ್ನು ಈ ರೀತಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಈ ವಿಧಾನ ಬಹಳ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿವೆ.

ಅವಶೋಷಣ (ಅಬ್‍ಸಾರ್ಪ್‌ಷನ್) ಸಾಮರ್ಥ್ಯ

ಹೆಲ್‍ಫ್ರಿಜ್ (Hellferich) ರೂಪಿಸಿದ ಲಿಗೆಂಡ್ ವಿಧಾನ ಒಂದು ಅನುಕೂಲ (ಸ್ಯೂಟೆಬಲ್) ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಯ ಮೇಲೆ ಒಂದು ಲೋಹದ ಕ್ಯಾಟಯಾನಿನ ಅವಶೋಷಣೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ; ಅನಂತರ ಅವಶೋಷಿತ ಲೋಹದ ಅಯಾನಿನ ಅಸಂತೃಪ್ತ (ಅನ್‍ಸ್ಯಾಟಿಸ್‍ಫೈಡ್) ವೇಲೆನ್ಸಿಯ ಸಲುವಾಗಿ ಈ ಅಯಾನುಗಳ ಮೇಲೆ ಕೋ ಆರ್ಡಿನೇಷನ್ ವೇಲೆನ್ಸಿ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಿಂದ ಲಿಗೆಂಡ್ ಅಣುಗಳ ಅವಶೋಷಣೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ವಿನಿಮಯಿಯ ಸ್ಥಿರವಾದ ಗುಂಪುಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಿರುವ ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗಳ ಬಂಧಗಳು ಪ್ರಬಲವಾಗಿದ್ದರೆ ಲಿಗೆಂಡುಗಳ ವಿನಿಮಯ ಸಾಧ್ಯ. ಈ ರೀತಿಯಾದ ಲಿಗೆಂಡುಗಳ ವಿನಿಮಯದಿಂದ ಲಿಗೆಂಡುಗಳಲ್ಲದಿರುವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಿಂದ ಲಿಗೆಂಡುಗಳನ್ನೂ ಮತ್ತು ಒಂದು ಲಿಗೆಂಡನ್ನು ಇತರ ಲಿಗೆಂಡ್‍ಗಳಿಂದಲೂ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುವ ಒಂದು ವಿಧಾನವನ್ನು ಇದು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೊಲೈಟುಗಳಲ್ಲದ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೊಲೈಟುಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ರಾಳಗಳ ರಂಧ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಅವಶೋಷಣೆಗೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ ಈ ಎರಡು ಗುಂಪಿನ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಸಹ ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಬಹುದು. ಇದರ ಹೆಸರು ಅಯಾನು ಬಹಿಷ್ಕರಣ (ಅಯಾನ್ ಎಕ್ಸ್‍ಕ್ಲೂಷನ್). ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೊಲೈಟುಗಳನ್ನು ವಿನಿಮಯಿಗಳು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಪ್ರಮಾಣಗಳಲ್ಲಿ ಅವಶೋಷಣೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಕ್ರೊಮೊಟೋಗ್ರಫಿಕ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣ ವಿಧಾನವನ್ನೇ ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಂಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೊಲೈಟುಗಳನ್ನು ನೀರಿನಿಂದ ಎಲ್ಯೂಟ್ ಮಾಡಿ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಅವಶೋಷಣೆ ದುರ್ಬಲವಾಗಿದ್ದರೆ ಎಲ್ಯುಯಂಟ್ ಆಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೊಲೈಟು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೊಲೈಟ್ ಅಲ್ಲದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಲವಣೀಕರಿಸಿ ದ್ರಾವಣದಿಂದ ಹೊರಬರುವಂತೆ ಮಾಡಿ ರಾಳದ ಮೇಲೆ ಇದರ ಅವಶೋಷಣೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಲವಣೀಕರಣ ಕ್ರೊಮೊಟೋಗ್ರಫಿ (ಸಾಲ್ಟಿಂಗ್ ಔಟ್ ಕ್ರೊಮೊಟೋಗ್ರಫಿ) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೊಲೈಟ್ ಅಲ್ಲದ ವಸ್ತುಗಳ ಪ್ರಬಲ ಅವಶೋಷಣೆ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಸೂಕ್ತವಾದ ಆರ್ಗ್ಯಾನಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳ ಜಲದ್ರಾವಣವನ್ನು ಎಲ್ಯುಯೆಂಟ್ ಆಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವರು. ಇದರ ಹೆಸರು ದ್ರಾವಣೀಕರಣ ಕ್ರೊಮೊಟೋಗ್ರಫಿ (ಸಾಲ್ಯುಬಿಲೈಸೇಷನ್ ಕ್ರೊಮೊಟೋಗ್ರಫಿ). ರೀಮಾನ್ ಎಂಬುವನು ಈ ಎರಡೂ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ. ಜಲಜನಕದ ಸಂಯುಕ್ತ ರೂಪದಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರಬಲ ಆಮ್ಲ ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ರೂಪದಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರಬಲ ಪ್ರತ್ಯಾಮ್ಲ, ವಿನಿಮಯಿಗಳನ್ನು ಆಮ್ಲ-ಪ್ರತ್ಯಾಮ್ಲ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಾಗಿ (ಆ್ಯಸಿಡ್-ಬೇಸ್ ಕೆಟಲಿಸ್ಟ್ಸ್) ಉಪಯೋಗಿಸಬಹುದು. ಇವು ಉಪಯೋಗಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಸುಲಭ ಮತ್ತು ಖನಿಜ ಆಮ್ಲ-ಪ್ರತ್ಯಾಮ್ಲಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ.

ಪೊರೆಗುಣಗಳು (ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಪ್ರಾಪರ್ಟೀಸ್)

ಹಾಳೆಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿರುವ (ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯ ಪೊರೆಗಳು) ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳು ವಿಶೇಷ ಮಹತ್ವ ಪಡೆದಿವೆ. ಈ ವಿನಿಮಯಿಗಳ ಉಪಯೋಗ ಇವುಗಳ ವಿದ್ಯುದ್ವಾಹಕತ್ವವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವುದು. ಪೊರೆಯನ್ನು ಒಂದು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಶ್ಲೇಷಣ ಕೋಶದಲ್ಲಿ ಇಟ್ಟಾಗ ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿ ಎಲ್ಲ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೊಲೈಟುಗಳನ್ನೂ ವಿದ್ಯುದ್ವಹನಕ್ಕೆ ಸಿಗದಂತೆ ಮಾಡುವುದು. ಆದ್ದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ಕಡಿಮೆ ಎಲ್ಲ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವೂ ಪ್ರತ್ಯಯಾನುಗಳ ಮೂಲಕ ಸಾಗಿಸಲ್ಪಟ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ಪ್ರವಾಹದ ದಕ್ಷತೆ (ಕರೆಂಟ್ ಎಫಿಷಿಯನ್ಸಿ) ಅಧಿಕಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ಅಯಾನ್ ಪೊರೆಗಳನ್ನು ಚೌಳುನೀರನ್ನು ಮತ್ತು ಉಪ್ಪುನೀರನ್ನು ಲವಣ ವಿಮುಕ್ತವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡಲೂ ಇಂಧನಕೋಶಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಸಂಗ್ರಾಹಕ ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಅಯಾನು ಆಯ್ಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾದ ಮೂಲಭೂತ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಯಾವುವು ಎನ್ನುವ ಪ್ರಧಾನ ಸಮಸ್ಯೆಗೆ ವಿವರಣೆ ನೀಡುವ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು ಬಹಳ ಮಂದಗತಿಯಲ್ಲಿ ಸಾಗುತ್ತಿವೆ. ಪ್ರತ್ಯಾಮ್ಲಲೋಹಗಳ (ಆಲ್ಕಲಿ ಮೆಟಲ್ಸ್) ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳ ವಿನಿಮಯ ಸಮತೋಲಕ್ಕೆ ಈ ಕೆಳಗಿನ ಕಾರಣಗಳು ಪ್ರಮುಖವಾದುವೆಂದು ಐಸನ್‍ಮನ್ ಭಾವಿಸಿರುವನು.

1. ಪ್ರತ್ಯಯಾನು ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಅಣುಗಳ ನಡುವಣದ ಕುಲೊಂಬ್ ಆಕರ್ಷಣೆಯ ಪರಿಣಾಮ.
2. ಪ್ರತ್ಯಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಅಣುಗಳ ನಡುವಣ ಅಯಾನ್-ಡೈಪೋಲ್ ಮತ್ತು ಅಯಾನ್-ಪ್ರೇರಿತ ಡೈಪೋಲ್‍ಗಳ ಆಕರ್ಷಣೆಯ ಪರಿಣಾಮ.

(1) ನೆಯದು (2) ನೆಯದಕ್ಕಿಂತ ದುರ್ಬಲವಾಗಿದ್ದ ಪಕ್ಷದಲ್ಲಿ ಆಕರ್ಷಕತ್ವದ ಅನುಕ್ರಮ (ಅಫಿನಿಟಿ ಸಿಕ್ವೆನ್ಸ್) Cs>K>Na>Li ಎಂಬ ಸಹಜ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನನುಸರಿಸುವುದು. ಮೊದಲನೆಯ ವಿಧದ ಆಕರ್ಷಣ ಕ್ರಿಯೆ ಹೆಚ್ಚಿದಂತೆಲ್ಲ ಸಹಜ ಅನುಕ್ರಮಸರಣಿ ವಿಪರ್ಯಗೊಂಡು (ರಿವರ್ಸಲ್) ಆಯ್ಕೆಯ ಪ್ರಾದುರ್ಭಾವ ಉಂಟಾಗುವುದು. ಪ್ರತ್ಯಯಾನುಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಿಂದ ಸ್ಥಿರ ಗುಂಪುಗಳ ಧ್ರುವೀಕರಣದಂಥ (ಪೋಲರೈಜ಼ೇಷನ್ ಆನ್ ಫಿಕ್ಸ್‌ಡ್ ಗ್ರೂಪ್ಸ್ ಬೈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಫೀಲ್ಡ್ಸ್ ಆಫ್ ಕೌಂಟರ್ ಅಯಾನ್ಸ್) ಆಕರ್ಷಣಕ್ರಿಯೆಗಳು ಉಂಟು ಮಾಡುವ ಆಕರ್ಷಣ ಅನುಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಉಂಟಾಗುವ ವಿಪರ್ಯ ಒಂದನೆಯದರಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಅನುಕ್ರಮ ವಿಪರ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುವುದು. ಆಕರ್ಷಕತ್ವದ ವಿಪರ್ಯದ ಅಧ್ಯಯನ ಬರೀ ಪಾಂಡಿತ್ಯ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ಸೀಮಿತವಾದುದಲ್ಲ. ಜೈವಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ (ಬಯಾಲಾಜಿಕಲ್ ಸಿಸ್ಟಮ್) ಅಯಾನುಗಳ ವಹನ, ಕೇಂದ್ರೀಕರಣ ಮತ್ತು ಆಯ್ಕೆಗಳು ಶರೀರಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರ ಕುತೂಹಲವನ್ನು ಬಹಳ ಕಾಲದಿಂದಲೂ ಕೆರಳಿಸಿತ್ತು. ದಂಶಕಪ್ರಾಣಿಗಳ (ರೋಡೆಂಟ್ಸ್) ರಸನಾಂಕುರದ ಹೊರಮೈಗಳು ಆಯ್ಕೆ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ Li>Na>K ಎಂಬ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ತೋರಿಸುವುವು. ಮಾಂಸಹಾರಿ ಪ್ರಾಣಿಗಳಲ್ಲಿ K>Na>Li ಅನುಕ್ರಮ ಕಂಡುಬರುವುದು. ಜೈವಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಅಯಾನುಗಳ ವಹನ, ಕೇಂದ್ರೀಕರಣ ಮತ್ತು ಆಯ್ಕೆಗಳು ವಿದ್ಯುದಂಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು ಕೋವೆಲೆಂಟ್ ಬಂಧಗಳಿಂದ ಬಂಧಿತವಾದ ಗುಂಪುಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ವತಂತ್ರಚಲನಶಕ್ತಿಯುಳ್ಳ ಪ್ರತ್ಯಯಾನುಗಳು-ಇವುಗಳ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮೂಲಕ ಅಯಾನುಗಳ ವ್ಯಾಪನೆಯಿಂದಲೂ ಮತ್ತು ಅವುಗಳೊಡನೆ ವರ್ತಿಸುವುದರಿಂದಲೂ ನಡೆಯುವುದು ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇಂಥ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳು. ಜೈವಿಕವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವಂಥ ರಚನೆಗಳಿಗೆ ಸದೃಶವಾದ ರಚನೆಗಳುಳ್ಳ ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳ ಗುಣಗಳ ಸಂಬಂಧವಾದ ಸಂಶೋಧನೆ ಜೀವಿಗಳ ಕ್ರಮದ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚು ಬೆಳಕನ್ನು ಚೆಲ್ಲಬಹುದು.

ಹೊರಗಿನ ಕೊಂಡಿಗಳು

• Illustrated and well defined chemistry lab practical on ion exchange from Dartmouth College
• Some applets illustrating ion exchange processes
• A simple explanation of deionization
• Ion exchange, BioMineWiki Archived 2020-08-11 ವೇಬ್ಯಾಕ್ ಮೆಷಿನ್ ನಲ್ಲಿ.

ವಿಕಿಸೋರ್ಸ್ ನಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಲೇಖನದ ವಿಷಯವನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿದೆ:

ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ/ಅಯಾನ್ ವಿನಿಮಯಿಗಳು