Quimica Analitica Intercambio Ionico

18/02/2015

¿POR QUÉ HAY INTERCAMBIO IÓNICO?

EQUILIBRIO DE
INTERCAMBIO
IÓNICO

Una de las causas de que dos iones en disolución se
unan es la atracción de las cargas diferentes.

Unidad 1. Separaciones al equilibrio

La fase sólida consiste
usualmente en una matriz
polimérica (por lo general
una resina) o una red
cristalina, insoluble pero
permeable

Los contraiones móviles de
carga opuestapueden ser
intercambiados por otros
iones de la fase líquida
externa

Sobre la matriz se ubican
grupos cargados y fijos

¿QUÉ ES EL INTERCAMBIO IONICO?
Este método de
separación es
aplicable
generalmente a:

compuestos iónicos,

compuestos
ionizables (ácidos y
bases)

compuestos que
pueden interactuar
con grupos iónicos
(ligandos mono- y
polidentados).

• El intercambio iónico es un
intercambioreversible y
estequiométrico de iones
entre una fase sólida iónica y
una fase líquida externa, sin
un cambio sustancial de la
estructura del sólido.

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CLASIFICACIÓN DE LAS RESINAS
Los intercambiadores de iones se dividen en dos
grandes grupos:

Los intercambiadores de iones se dividen en
dos grandes grupos:

catiónicos

aniónicos

catiónicos

aniónicos

(o ácidos)

(o básicos)

(oácidos)

(o básicos)

de acuerdo a las cargas negativas o positivas, respectivamente, de
sus funciones iónicas fijas y, consiguientemente, a su afinidad por
las cargas positivas o negativas de los contraiones.

Catiónicas
fuertes (RSO3H)

Catiónicas
débiles
(RCOOH, ROH)

Aniónicas
fuertes (RNR3)

Aniónicas
débiles (RNR2H,
RNR2H2).

¿QUÉ SON LAS RESINAS?
Las resinas de intercambio iónico son materialessintéticos de material orgánico, sólidos, amorfas,
no cristalinas e insolubles en agua, que se
presentan en forma de esferas o perlas de 0.3 a
1.2 mm de tamaño efectivo.

Están compuestas de una alta concentración de
grupos polares, ácidos o básicos incorporados a
una matriz de polímero sintético y actúan
tomando iones de las soluciones y cediendo
cantidades equivalentes de otros iones.

ESTRUCTURADE LAS RESINAS
El tipo más común es el que se prepara por
copolimerización entre dos monómeros
hidrocarburados que forman una red
tridimensional.

El estireno forma un
polímero en dos
dimensiones, lineal y soluble,

De la proporción en que
se encuentra el DVB
depende la rigidez de la
estructura, pues su
presencia es lo que
genera el
entrecruzamiento de las
cadenas.

La copolimerización con
el DVBproduce
entrecruzamiento que
une las cadenas y forma
un polímero insoluble
en tres dimensiones.

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El contenido de divinilbenceno varia desde 1 a 16% aumentando así el
grado de entrecruzamiento del polímero hidrocarbonado insoluble.

El grado de entrecruzamiento se indica mediante la notación de “-XN”
escrita después del nombre de la resina. Por ejemplo la resina Dowex 1-X4
contieneun 4% de divinilbenceno y la Bio-Rad AG50W-X12 contiene un
12% de divinilbenceno.
Sobre los anillos bencénicos de esta cadena
polimérica se encuentran los sitios de
intercambio distribuidos en toda la resina,
comportándose como un electrolito.

Las resinas se hacen más rigidas y menos porosas a medida que aumenta
el entrecruzado. Las resinas poco entrecruzadas permiten un rápido
equilibrio entre elsoluto dentro y fuera de la partícula, sin embargo se
hinchan de agua.

Las catiónicas fuertes se
preparan por sulfonación del
copolímero, introduciéndose
grupos –SO 3 en los anillos.

Las catiónicas débiles se
preparan por reacción del
copolímero con Cl3 P, con
posterior hidrólisis y oxidación,
quedando las funciones –PO 3 H2
como intercambiadoras. También
las hay con funciones –AsO 3 H2 .

Otrotipo de catiónicas débiles (y más común) es la que se prepara
por copolimerización de ciertos ácidos (como el metacrílico) con el
DVB, obteniéndose las funciones –COOH como intercambiadoras;
como así también, partiendo de fenoles se obtienen resinas cuyas
funciones activas son las –OH.

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EQUILIBRIO DE INTERCAMBIO IÓNICO
Las resinas aniónicas son preparadas por reacción del...