precipitación química

PRECIPITACIÓN QUÍMICA
Degrèmont
1. PRINCIPIOS DE LOS PROCEDIMIENTOS DE PRECIPITACIÓN
Por precipitación química se entiende la formación, por la acción de los reactivos
apropiados, de compuestos insolubles de los elementos indeseables contenidos en un
agua, aplicando las leyes de Berthollet o las de la oxidación-reducción.
Los procesos que se emplean mas corrientemente en tratamiento deaguas son, en el
primer caso, el de la precipitación cristalina de los iones Ca2+ y Mg2+ y, en el segundo
caso, la precipitación de hidróxidos metálicos.
1.1. Eliminación de calcio y magnesio
1.1.1. PRINCIPALES MÉTODOS:
A. Descarbonatación con cal.
El tratamiento de precipitación más utilizado es el de la descarbonatación con cal. Su
misión es la de eliminar la dureza bicarbonatada (denominadatambién dureza temporal,
pág. 896) de un agua.
Se recuerda que, en los análisis relativos a este tipo de agua, la dureza se expresa por el
grado hidrotimétrico (en grados franceses TH), suma de los cationes Ca2+ y Mg2+, y el
contenido de bicarbonatos por el grado alcalimétrico completo (en grados franceses
TAC). La dureza no carbonatada (a la que también se le llama dureza permanente, pág.896) se expresa entonces por
TH - TAC.
El tratamiento de descarbonatación con cal únicamente conduce, por lo tanto, a una
eliminación parcial de la suma de los iones de calcio y magnesio, puesto que no ejerce
acción alguna sobre la dureza permanente.
* Reacciones básicas. Las reacciones químicas de descarbonatación son las siguientes:

→
Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 →

Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2

2CaCO3 + 2 H2O
MgCO3 + 2 H2O

Teniendo en cuenta que el carbonato magnésico es relativamente soluble (del orden de
70 mg/l), un exceso de cal conducirá a la reacción:
Ca(OH)2 + MgCO3

→

CaCO3 + Mg(OH)2

Si las dosis de reactivos se ajustan exactamente, se reduce la alcalinidad del agua a la
solubilidad teórica del sistema CaCO3 + Mg(OH)2, que está comprendida entre 2º y 3º
franceses, enlas condiciones habituales de concentración y temperatura. Este valor
límite, sin embargo, puede encontrarse incrementado, en la práctica, por la presencia de
impurezas orgánicas.
Por otra parte, si el agua bruta contiene bicarbonato sódico (TAC>TH), se mantendrá en
el agua, además del valor indicado, una alcalinidad suplementaria en forma de
carbonato sódico o sosa cáustica, correspondienteal valor TAC - TH.
* Mecanismo de la precipitación: para apreciar mejor el interés que ofrecen los distintos
sistemas de descarbonatación con cal, es necesario tener en cuenta el mecanismo de la
precipitación del carbonato cálcico y el hidróxido magnésico.
La reacción de la cal sobre un agua bruta es extraordinariamente lenta en ausencia de
gérmenes de cristalización. En los decantadoresestáticos utilizados antiguamente, se
necesitaban varios días para llegar al equilibrio químico. En decantadores de marcha
continua sin dispositivos de contacto de fangos, que actualmente casi no se utilizan, el
tiempo de reacción es de varias horas.
Por el contrario, cuando el agua y la cal se ponen en contacto con una masa suficiente
de cristales de CaCO3 ya precipitados, la reacción alcanza supunto de equilibrio en
unos minutos. Como la precipitación se efectúa sobre los cristales, éstos tienden a
aumentar su volumen: la velocidad de sedimentación, que debe cumplir la ley de
Stokes, aumenta, y pueden reducirse las dimensiones de los aparatos.
Esto sólo es válido si la superficie de los cristales de CaCO3 se encuentra
suficientemente limpia. La presencia de coloides orgánicospuede impedir la
cristalización, y por ello se añaden normalmente al agua bruta que se va a
descarbonatar, reactivos coagulantes, como son el cloruro férrico, el sulfato de aluminio
o el policloruro de aluminio, con el fin de eliminar estos coloides.
Por último, conviene insistir sobre el hecho de que el CaCO3, si se encuentra solo, tiene
tendencia a formar agrupaciones de cristales muy duras...