Aguas
Páginas: 12 (2783 palabras)
Publicado: 22 de mayo de 2013
3. RESINAS DE INTERCAMBIO IÓNICO
La siguiente tabla muestra las mejoras progresivas en la capacidad de los materiales de intercambio catiónico:
gr de CaCO3/ lt de resina
• Arena verde americana 6.90-9.15
• Arena verde australiana 11.45-12.60
• Silicato de aluminio-sodio (sintético) 18.30-27.50
• Carbón sulfonado 16.00-22.90
• Resina de base fenol-formaldehido 16.00-34.00
• RESINA DEBASE ESTIRENO 57.00-80.00
3.1 Definición
Las resinas de intercambio iónico son materiales sintéticos, sólidos e insolubles en agua, que de presentan en forma de esferas o perlas de 0.3 a 1.2 mm de tamaño efectivo, aunque también las hay en forma de polvo.
Están compuestas de una alta concentración de grupos polares, ácidos o básicos, incorporados a una matriz de un polímerosintético (RESINAS ESTIRÉNICAS, resinas acrílicas, etc.) y actúan tomando iones de las soluciones (generalmente agua) y cediendo cantidades equivalentes de otros iones. La principal ventaja de las resinas de intercambio iónico es que pueden recuperar su capacidad de intercambio original, mediante el tratamiento con una solución regenerante.
En los copolímeros de estireno, las cadenas de estirenose enlazan mediante el divinilbenceno y el contenido de este último está directamente relacionado con la resistencia mecánica e inversamente proporcional con su porosidad.
3.2 Proceso de intercambio iónico
El intercambio iónico es una reacción química reversible, que tiene lugar cuando un ión de una disolución se intercambia por otro ión de igual signo que se encuentra unido auna partícula sólida inmóvil. Este proceso tiene lugar constantemente en la naturaleza, tanto en la materia inorgánica como en las células vivas.
Por sus propiedades como disolvente y su utilización en diversos procesos industriales, el agua normalmente tiene muchas impurezas y contaminantes. Las sales metálicas se disuelven en el agua separándose en iones, cuya presencia puede ser indeseablepara algunos usos del agua.
Las resinas de intercambio iónico poseen un radical fijo y un ión móvil o ión de sustitución. El ión móvil es el ión que es intercambiado por iones que desean eliminarse de la solución y este intercambio sólo funciona entre iones de igual carga eléctrica: cationes por cationes y aniones por aniones.
En general las resinas de intercambio iónico operan encolumnas, para favorecer el proceso de intercambio, parecido a la destilación o la destilación en bandejas. La reacción de intercambio se desplaza en el lecho de resina, generalmente hacia los niveles inferiores.
Al producirse el intercambio iónico, la capacidad de la resina comienza a decrecer, debido a que posee una capacidad limitada para la remoción de iones de las soluciones y debido a esto,en un momento dado habrá cedido la mayoría de sus iones de sustitución y se producirá un cierto pase de iones no deseados en el agua producida y se dice que esta resina está "agotada" o saturada de los iones que ha atrapado.. Por este motivo, cuando se diseña una columna de intercambio iónico, se establece a priori la concentración máxima admisible de iones indeseables en la salida del proceso.Cuando se llega a la concentración pre establecida, se debe proceder a regenerar la resina, para poderla utilizar en un nuevo ciclo.
Tipos de resinas de intercambio iónico
Las resinas de intercambio iónico pueden ser de los siguientes tipos:
a. RESINAS CATIÓNICAS DE ÁCIDO FUERTE
• Resinas catiónicas de sodio: eliminan la dureza del agua por intercambio de sodio por el calcio y el magnesio.
•Resinas catiónicas de hidrógeno: pueden eliminar todos los cationes (calcio, magnesio, sodio, potasio,etc) por intercambio con hidrógeno.
b. Resinas catiónicas de ácidos débiles: eliminan los cationes que están asociados con bicarbonatos
c. Resinas aniónicas de bases fuertes: eliminan todos los aniones. Su uso se ha generalizado para eliminar aniones débiles en bajas concentraciones, tales...
La siguiente tabla muestra las mejoras progresivas en la capacidad de los materiales de intercambio catiónico:
gr de CaCO3/ lt de resina
• Arena verde americana 6.90-9.15
• Arena verde australiana 11.45-12.60
• Silicato de aluminio-sodio (sintético) 18.30-27.50
• Carbón sulfonado 16.00-22.90
• Resina de base fenol-formaldehido 16.00-34.00
• RESINA DEBASE ESTIRENO 57.00-80.00
3.1 Definición
Las resinas de intercambio iónico son materiales sintéticos, sólidos e insolubles en agua, que de presentan en forma de esferas o perlas de 0.3 a 1.2 mm de tamaño efectivo, aunque también las hay en forma de polvo.
Están compuestas de una alta concentración de grupos polares, ácidos o básicos, incorporados a una matriz de un polímerosintético (RESINAS ESTIRÉNICAS, resinas acrílicas, etc.) y actúan tomando iones de las soluciones (generalmente agua) y cediendo cantidades equivalentes de otros iones. La principal ventaja de las resinas de intercambio iónico es que pueden recuperar su capacidad de intercambio original, mediante el tratamiento con una solución regenerante.
En los copolímeros de estireno, las cadenas de estirenose enlazan mediante el divinilbenceno y el contenido de este último está directamente relacionado con la resistencia mecánica e inversamente proporcional con su porosidad.
3.2 Proceso de intercambio iónico
El intercambio iónico es una reacción química reversible, que tiene lugar cuando un ión de una disolución se intercambia por otro ión de igual signo que se encuentra unido auna partícula sólida inmóvil. Este proceso tiene lugar constantemente en la naturaleza, tanto en la materia inorgánica como en las células vivas.
Por sus propiedades como disolvente y su utilización en diversos procesos industriales, el agua normalmente tiene muchas impurezas y contaminantes. Las sales metálicas se disuelven en el agua separándose en iones, cuya presencia puede ser indeseablepara algunos usos del agua.
Las resinas de intercambio iónico poseen un radical fijo y un ión móvil o ión de sustitución. El ión móvil es el ión que es intercambiado por iones que desean eliminarse de la solución y este intercambio sólo funciona entre iones de igual carga eléctrica: cationes por cationes y aniones por aniones.
En general las resinas de intercambio iónico operan encolumnas, para favorecer el proceso de intercambio, parecido a la destilación o la destilación en bandejas. La reacción de intercambio se desplaza en el lecho de resina, generalmente hacia los niveles inferiores.
Al producirse el intercambio iónico, la capacidad de la resina comienza a decrecer, debido a que posee una capacidad limitada para la remoción de iones de las soluciones y debido a esto,en un momento dado habrá cedido la mayoría de sus iones de sustitución y se producirá un cierto pase de iones no deseados en el agua producida y se dice que esta resina está "agotada" o saturada de los iones que ha atrapado.. Por este motivo, cuando se diseña una columna de intercambio iónico, se establece a priori la concentración máxima admisible de iones indeseables en la salida del proceso.Cuando se llega a la concentración pre establecida, se debe proceder a regenerar la resina, para poderla utilizar en un nuevo ciclo.
Tipos de resinas de intercambio iónico
Las resinas de intercambio iónico pueden ser de los siguientes tipos:
a. RESINAS CATIÓNICAS DE ÁCIDO FUERTE
• Resinas catiónicas de sodio: eliminan la dureza del agua por intercambio de sodio por el calcio y el magnesio.
•Resinas catiónicas de hidrógeno: pueden eliminar todos los cationes (calcio, magnesio, sodio, potasio,etc) por intercambio con hidrógeno.
b. Resinas catiónicas de ácidos débiles: eliminan los cationes que están asociados con bicarbonatos
c. Resinas aniónicas de bases fuertes: eliminan todos los aniones. Su uso se ha generalizado para eliminar aniones débiles en bajas concentraciones, tales...
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