Laboratorio de intercambio ionico

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ABLANDAMIENTO DE AGUA POR MEDIO DE PROCESOS DE INTERCAMBIO IONICO






UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR
FACULTAD DE INGENIERIAS Y TECNOLOGICAS
DPTO DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

“PROCESOS QUIMICOS Y BIOLOGICOS”

ING. JULIO CESAR VEGA
DOCENTE

ANDRES F. TORRES
ANGELA LEMUS
CARLOS M. RODRIGUEZ
KATTIA M. VARGASJAIME CAICEDO

RESUMEN

En el presente laboratorio se hizo con el fin de remover la dureza del agua por medio del intercambio iónico, en un primer paso determinamos la dureza del agua, se establece las cantidades de carbonato de calcio presente en el agua, esto con el fin de saber la cantidades de dureza que se piensa reducir en el efluente.
Por medio de un sistema armado en el laboratorio(columna de vidrio), el agua con cierta cantidad de dureza, pasa por la resina intercambiadora, eliminando así cierta cantidad de dureza, posteriormente se mide la eficiencia de la resina, y luego se mide la cantidad de dureza en el efluente.

OBJETIVOS

* Establecer la fundamentación científica y práctica para el uso de los principios del intercambio iónico en los procesos de tratamientos decuerpos de agua con determinadas características de dureza.
* Ejecutar la práctica de laboratorio aplicando la fundamentación teórica del principio de intercambio iónico.
* Complementar el proceso de aprendizaje teórico en lo que respecta a los procesos químicos vistos en la asignatura.

INTRODUCCION

En muchas ocasiones los suministros de agua natural contienen sales disueltas, lascuales se disocian en el agua para formar partículas con carga, conocidas como iones. Estos iones están presentes por lo general en concentraciones relativamente bajas, y permiten que el agua conduzca electricidad. Algunas veces se conocen como electrolitos. Estas impurezas iónicas pueden causar problemas en los sistemas de enfriamiento y calefacción, generación de vapor, y manufactura. Los ionescomunes que se encuentran en la mayoría de las aguas incluyen los cationes de carga positiva; calcio y magnesio—cationes que generan dureza, los cuales hacen que el agua sea “dura”—y sodio. Los aniones de carga negativa incluyen alcalinidad, sulfato, cloruro, y silicio.

Las resinas de intercambio iónico son particularmente adecuadas para la eliminación de estas impurezas por varias razones: lasresinas poseen una alta capacidad para los iones que se encuentran en bajas concentraciones, las resinas son estables y se regeneran fácilmente, los efectos de la temperatura son en su mayoría insignificantes, y el proceso es excelente tanto para grandes como pequeñas instalaciones, por ejemplo, desde suavizadores de agua para el hogar hasta grandes instalaciones de servicios.

FUNDAMENTO TEÓRICOEl intercambio iónico es una operación de separación basada en la transferencia de materia fluido-sólido. Implica la transferencia de uno o más iones de la 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 lavelocidad de transferencia de materia. Los sólidos suelen ser de tipo polimérico, siendo los más habituales los basados en resinas sintéticas.

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 matriztridimensional que proporciona rigidez a la resina y donde el grado de reticulación o entrecruzamiento determina la estructura porosa interna 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...