resianas

LABORATORIO #9
RESINAS IONICAS
I. OBJETIVOS:
Eliminar la dureza del agua mediante el uso de una resina cationica.
Demostrar experimentalmente la regeneración de una resina cationica.
II. FUNDAMENTO TEORICO:
1. INTERCAMBIO IÓNICO:
El intercambio iónico es una operación de separación basada en la transferencia de materia fluido-sólido. Implica la transferencia de uno o más iones dela fase fluida al sólido por intercambio o desplazamiento de iones de la misma carga, que se encuentran unidos por fuerzas electrostáticas a grupos funcionales superficiales. La eficacia del proceso depende del equilibrio sólido-fluido y de la velocidad de transferencia de materia. Los sólidos suelen ser de tipo polimérico, siendo los más habituales los basados en resinas sintéticas.
2. RESINA DEINTERCAMBIO IÓNICO:


Una resina de intercambio iónico puede considerarse como una estructura de cadenas hidrocarbonadas a las que se encuentran unidos de forma rígida grupos iónicos libres. Estas cadenas se encuentran unidas transversalmente formando una matriz tridimensional que proporciona rigidez a la resina y donde el grado de reticulación o entrecruzamiento determina la estructura porosainterna de la misma. Como los iones deben difundirse en el interior de la resina para que ocurra el intercambio, la selección del grado de reticulación puede limitar la movilidad de los iones participantes.
Las cargas de los grupos iónicos inmóviles se equilibran con las de otros iones, de signo opuesto, denominados contraiones, que están libres y que son los que se intercambian realmente conlos del electrolito disuelto. Cuando dichos iones son cationes, los cambiadores iónicos se denominan catiónicos y cuando son aniones se denominan aniónicos.
El intercambio iónico puede explicarse como una reacción reversible implicando cantidades químicamente equivalentes. Un ejemplo común del intercambio catiónico es la reacción para el ablandamiento del agua:
Ca++ + 2NaR ↔ CaR + 2Na+
donde Rrepresenta un lugar estacionario aniónico univalente en la malla del polielectrolito de la fase intercambiador.
Aspecto óptico de la resina:


Aspecto óptico de una resina usada
Se mlra una muestra de resina bajo el microscopio. Este ensayo es el primero que se hace con resinas usadas: si la resina es toda rota el cliente tendrá que cambiarla, así que tests adicionales no se justifican.
Elaspecto óptico de una resina nueva, es decir la proporción de bolas agrietadas y de fragmentos, es un análisis importante del control de calidad en producción. En el método de control se emplean los conceptos de bolas perfectas y de bolas enteras. Las perfectas no son rotas ni agrietadas. Las bolas enteras son esféricas — es decir no rotas — pero pueden ser agrietadas.
Con resinas usadas, elaspecto óptico proporciona informaciones útiles sobre problemas potenciales de funcionamiento. Por ejemplo, una muestra recibida de un cliente tiene las características siguientes:
Bolas perfectas
65 %
Bolas enteras
94 %

Tipos de resinas de intercambio iónico:
 Las resinas de intercambio iónico están destinadas a varios usos, descalcificación, desnitratación, desionización, desnitratación.Dependiendo de la aplicación a la que se destinen existen diferentes tipos.


Detalle de las esferas de resina de intercambio iónico.
El tamaño real de las esferas es superior a 0.2 mm para que no puedan pasar a través de las crepinas del desmineralizador, y generalmente inferior a 1mm.

Resinas catiónicas de ácido fuerte:

Intercambian iones positivos (cationes).
Funcionan acualquier pH.
Es la destinada a aplicaciones de suavizado de agua, como primera columna de desionización en los desmineralizadores o para lechos mixtos. Elimina los cationes del agua y necesitan una gran cantidad de regenerante, normalmente ácido clorhídrico (HCl).

Resinas catiónicas de ácido débil:

Tienen menor capacidad de intercambio.
No son funcionales a pH bajos.
Elevado hinchamiento...