Intercambiador Ionico

4.2 INTERCAMBIADOR IÓNICO (Univ. Ronald Coca Quinteros)
4.2.1 INTRODUCCIÓN
El agua es el componente químico más abundante en la biosfera y quizá también el más importante. Casi toda la vida en la Tierra, incluso la humana, utiliza agua como medio fundamental para el funcionamiento metabólico. La eliminación y dilución de la mayor parte de los desechos naturales y de origen humano están acargo del agua casi en su totalidad. El agua posee varias propiedades físicas peculiares que son la causa directa de la evolución de nuestro medio ambiente y de la vida y funciona dentro de él. Su capacidad para conducir y almacenar calor no tiene igual en ninguna otra sustancia.
El agua contiene diversas sustancias físicas y químicas. Por éstas razones suele ser necesario, suele ser necesariotratarlas a fin de hacerla adecuada para su uso.
El agua que contiene sustancias microscópicas químicas y en general material particulado puede ser perjudicial para ciertos procesos industriales e idóneos para otros.
Las aguas subterráneas con piedra caliza, pueden tener un alto contenido de dureza y requerir ablandamiento previo a sus usos. En tal caso es posible realizar su tratamiento através de procesos unitarios como son la Adsorción e Intercambio Iónico.
En 1852, Way descubrió que la eliminación del amoniaco de líquidos acuosos que se hacían pasar a través de ciertos suelos eran en realidad un intercambio con calcio de un tipo especial de silicato que existia en los suelos. El verdadero estimulo para las resinas orgánicas intercambiadoras se presento cuando Adams y Holmespublicaron sus resultados sobre las resinas orgánicas intercambiadoras, completamente sintéticas, y describieron las resinas cambiadoras aniónicas. En la actualidad el intercambio iónico se ha vuelto un valioso proceso de conversión química. Su utilización a gran escala industrial esta muy extendida, incluso en la producción comercial de agua desmineralizada con baja conductividad eléctricaEn éste sentido el presente trabajo tiene por objetivo estudiar los diferentes principios científicos, por los que está fundamentado el proceso de Adsorción e Intercambio Iónico como opción de tratamiento de aguas mediante carbón activado y un intercambiador iónico con el fin de obtener un tipo de agua con características más atrayentes para su uso, en lo que se refiere a : olor, color, sabor, pH, dureza, etc.
Iones
Las sustancias solubles ionizadas disueltas en agua están presentes como iones, que son átomos o moléculas llevando cargas eléctricas. Los iones con carga positiva se llaman cationes, los con carga negativa aniones. Puesto que el agua es globalmente neutral eléctricamente si no lo fuese, sufriríamos un choque eléctrico cuando sumergimos nuestra mano en el agua el número decargas positivas y negativas debe ser exactamente igual.
Los iones pueden llevar una carga o más, generalmente entre 1 y 3. Los iones pueden ser un átomo solo (iones monoatómicos) o una combinación de varios átomos juntos (poliatómicos), como moléculas.
Ejemplos:
• Un catión monovalente monoatómico: el ion sodio Na+
• Un catión divalente de un monoatómico: el ion calcio Ca++
• Un catiónmonovalente poliatómico: el ion amonio NH4+
• Un anión monovalente monoatómico: el ion cloruro Cl–
• Un anión monovalente poliatómico: el ion nitrato NO3–
• Un anión divalente poliatómico: el ion carbonato CO3=
• Un anión divalente poliatómico complejo: el ion cromato CrO4=
• El catión trivalente monoatómico aluminio Al+++ no existe sino en soluciones muy ácidas, no en agua "normal".
• Nohay aniones di o trivalentes monoatómicos en agua normal.
Los iones no están fijos: se mueven en el agua, y no están atados a iones de carga opuesta. Sin embargo, la suma de las cargas de los cationes y de los aniones es idéntica. La figura 19 representa esquemáticamente iones en agua.

Figura 19: Los iones no están atados en agua. La suma de las cargas es constante.
Las sales son...