quimica

APLICACIONES DE LAS RESINAS INTERCAMBIADORAS EN ACONDICIONAMIENTO DE AGUAS

Ablandamiento o suavización: Una de las principales aplicaciones de las resinas intercambiadoras de iones es para el ablandamiento o suavización de las aguas de proceso (Figura 1).
El término "dureza" se refiere a la dificultad que se tiene en aguas con alto contenido de calcio y magnesio para producir espuma en eljabón. El calcio y el magnesio forman estearatos de calcio y de magnesio que impiden que el jabón disuelva las grasas de suciedad en la ropa, por lo que desde hace años se clasificó como aguas duras (difíciles, problemáticas), las que presentan éste problema.

Tabla I: Orden de selectividad decreciente de los iones en resinas de intercambio iónico, a igual concentración de la especie en solución.CATIÓN
ANIÓN
Fierro Fe+3
Cromato CrO4-2
Aluminio Al+3
Sulfato SO4-2
Plomo Pb+2
Sulfito SO3-2
Bario Ba+2
HPO4-2
Estroncio Sr+2
CNS-
Cadmio Cd+2
CNO-
Níquel Ni+2
Nitrato NO3-
Zinc Zn+2
Nitrito NO2-
Cobre Cu+2
Yoduro I-
Fierro Fe+2
Bromuro Br-
Manganeso Mn+2
Cloruro Cl-
Calcio Ca+2
Cianuro CN-
Magnesio Mg+2
Bicarbonato HCO3-
Potasio K+
HSiO3-
Amonio NH+
HidróxidoOH-
Sodio Na+
Fluoruro F-
Hidrógeno H+

Litio Li+


La dureza es causa de los siguientes problemas:
a).‑ Desagradable sensación de resequedad en la piel y en el cabello después de un baño con esta agua o después de usarla continuamente.
b).- La ropa lavada con un agua de alta dureza, tiene apariencia desagradable al tacto y a la vista.Una clasificación de dureza y contenido de ésta en partes por millón de CaCO3 (ppm) es la que se presenta en la Tabla II:

Tabla II: Clasificación del grado de dureza para diferentes aguas.
Agua Suave
0-150 ppm
Agua Poco Dura
150-250 ppm
Agua Dura
250-600 ppm
Agua Excesivamente Dura
Mas de 600 ppm

También, la formación de precipitados de calcio y magnesio en platos, tazas, vasos,cuchille­ría y demás utensilios de cocina la hacen objetable.
c).‑ Aumen­to en el consumo de jabón debido a que el calcio y el magnesio que causan la dureza reaccionan con el jabón produ­ciendo estearatos de calcio y de magnesio los cuales son insolu­bles en el agua y precipitan como tales.
d).‑ Las tuberías se obstruyen en un tiempo mas corto de lo normal, debido a laformación de depósitos de sulfatos y carbo­natos de calcio y magnesio principalmente. En ocasiones esta oclu­sión es tan persistente que es mas conveniente cambiar toda la tubería que limpiar ésta, con el consiguiente gasto que involucra dicha situa­ción.
Aún y cuando no se llegue a tales extremos, los depósitos de sarro en líneas y tuberías de por ejemplo una casa habitación sonindeseables.
e).‑ Si un agua de alta dureza es utilizada sin un tratamiento previo en: calderas, humidificadores, sistemas de enfriamiento, intercambiadores de calor, calentadores de agua domésticos, etc. seguramente se formarán depósitos o incrustaciones en el equipo.
Debido a que la conductividad térmica de los depósitos de calcio y magnesio es sumamente baja, para calentar el agua serequiere de cantidades excesivas de calor, el metal se sobreca­lienta y se desgasta prematuramente por fatiga mecánica.


Equipos comerciales de suavizadores. A: Detalle de un tanque de salmuera y tanque de resinas. B: Sistema de regeneración manual con válvula de multipuertos. C: Sistema de regeneración automático.

Estas son las razones por las cuales es conveniente disminuir la dureza avalores aceptables.
El proceso de ablandamiento generalmente es por medio de precipitación química o por medio del uso de resinas intercambiadoras de iones en ciclo sódico.

RESINAS INTERCAMBIADORAS EN CICLO SÓDICO:
Las resinas intercambiadoras de iones son hoy en día ampliamen­te utilizadas en el ablandamiento de aguas. Como ya se ha mencionado, éstas consisten de esferas de polímeros de...