TRADUCCIÓN: COAGULACIÓN PRECIPITACIÓN Y REMOCIÓN DE METALES

COAGULACIÓN, PRECIPITACIÓN Y REMOCIÓN DE METALES
4.1 Coagulación
La coagulación es empleada para la remoción de residuos de materiales en suspensión o en forma coloidal. Los coloides son partículas dentro de un rango de tamaño de 1 nm (10-7 cm) a 0.1nm (10-8). Estas partículas no se sedimentan solas y no pueden ser removidas por procesos de tratamientos físicos convencionales.
Los coloides quese presentan en aguas residuales pueden ser hidrofobicas o hidrofilicas. Los coloides hidrofobicos (arcilla, etc.) no poseen afinidad con el medio líquido, y son inesestables en presencia de electrolitos. Son fácilmente susceptibles a coagulación. Los coloides hidrofilicos, como proteínas, exhiben una marcada afinidad con el agua. La adsorción de agua retarda la floculación y requierefrecuentemente de tratamiento especial para conseguir una coagulación efectiva.
Los coloides poseen propiedades eléctricas las cuales crean una fuerza de repulsión y previenen la aglomeración y sedimentación. Los iones estables son fuertemente absorbidos a una capa interior fija, la cual provee de carga a una partícula, la cual varía con la valencia y el número de iones absorbidos. Los iones de una cargaopuesta forman una capa exterior difusa la cual es retenida cerca de la superficie por fuerzas electrostáticas. El potencial psi (ψ) es definido como la caída de potencial entre la interfaz del coloide y el cuerpo de la solución. El zeta potencial (ᶴ) es la caída de potencial entre el plano de deslizamiento y el cuerpo de solución, está relacionado a la carga de la partícula y al espesor de la doblecapa.
El espesor de la doble capa (Ӽ) es inversamente proporcional a la concentración y la valencia de los electrolitos no especificados, como se muestra en la Fig. 4.1. Una fuerza de atracción de Van der Waals es efectiva en estrecha proximidad a la partícula coloidal.
La estabilidad de un coloide es debida a la fuerza de repulsión electrostática, y en el caso de coloides hidrofilicos, tambiénla solvatación, en la cual la envoltura de agua retarda la coagulación.
Zeta potencial
La estabilidad de un coloide es principalmente debida a fuerzas electrostáticas, la neutralización de esta carga es necesaria para inducir la floculación y la precipitación. Aunque no es posible medir el potencial psi, el potencial zeta puede ser determinado y por tanto la magnitud de la carga y el grado deestabilidad. El zeta potencial es definido como:
FORMULA
Donde:
ν= partícula de velocidad
Ɛ= constante dieléctrica del medio
Ƞ= viscosidad del medio
Ӽ= Potencial aplicado por unidad de longitud de la celula
EM= Movilidad electroforética

Para uso práctico in la determinación de la zeta potencial, Eq. (4.1)puede ser reexpresado:
FORMULA
El zeta potencial es determinado por la medida de la movilidad departículas coloidales a través de una célula, como visto mediante microscopio. Varios tipos de aparatos son comercialmente disponibles para este propósito. Un medidor de Lazer Zee recientemente desarrollado no hace un seguimiento de partículas individuales, pero en lugar se ajusta la imagen paa producir una nube estacionaria de partículas usando una técnica de prisma giratoria. Este aparato esmostrado en la Fig. 4.2. Los cálculos involucrados en la determinación del zeta potencial se ilustran en el Ejemplo 4.1.
Ejemplo 4.1 En una célula electroforética de 10 cm de longitud, con una rejilla de divisiones de 160 μm a 6X de aumento. Calcula la zeta potencial a un voltaje aplicado de 35 voltios. El tiempo de viaje entre las divisiones de la red es de 42s y la temperatura es de 20°C.Solucion…

Puesto que usualmente habrá una variación estadística en la movilidad de las partículas individuales alrededor de 20 a 30 valores deben ser promediados para cualquier determinación. La magnitud de la zeta potencial para agua y residuos coloidales ha sido encontrada para averiguar desde 16 – 22 mW con un rango de 12 – 40 mV3. La zeta potencial no es afectada por el pH sobre un rango de pH...