Tratamiento químico del agua (cambio iónico)

CAMBIO IONICO o INTERCAMBIO IONICO

INTRODUCCIÓN.- Los suministros de agua natural contienen sales disueltas, las cuales 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 iónicaspueden causar problemas en los sistemas de enfriamiento y calefacción, generación de vapor, y manufactura. Los iones comunes 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.
Lasresinas de intercambio iónico son particularmente adecuadas para la eliminación de estas impurezas por varias razones: las resinas 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 pequeñasinstalaciones, por ejemplo, desde suavizadores de agua para el hogar hasta grandes instalaciones de servicios.

DEFINICIÓN:
El intercambio iónico se utiliza en gran medida en los laboratorios para proporcionar agua purificada bajo demanda. Los desionizadores de laboratorio incorporan cartuchos de lecho mixto de resinas de intercambio iónico que, o bien pasan a una estación de regeneración para surecarga cuando se agotan o bien se desechan. Los aniones y cationes del agua de alimentación se eliminan mediante resinas de intercambio iónico, y se reemplazan por iones hidrógeno e hidroxilo de la resina. Los iones hidrógeno e hidroxilo se combinan para formar moléculas de agua.
El intercambio iónico actúa intercambiando los iones hidrógeno de los contaminantes catiónicos y los ioneshidroxilo de los contaminantes aniónicos en el agua de alimentación. Los lechos de las resinas de intercambio iónico están compuestos de pequeñas perlas esféricas por las que pasa el agua de alimentación. Después de un período de tiempo, los cationes y aniones habrán sustituido la mayor parte de los puntos activos de hidrógeno e hidroxilo en las resinas, y será necesario reemplazar o regenerar loscartuchos.
Los pequeños fragmentos de los materiales de resina de intercambio iónico se pueden eliminar del cartucho mediante la circulación del agua. Por lo tanto, el intercambio iónico se debe utilizar en conjunción con filtros si se requiere agua libre de partículas. Debido a que las bacterias crecen rápidamente en el agua estancada, los cartuchos se pueden contaminar si no se utilizanfrecuentemente. El problema se soluciona mediante la recirculación frecuente del agua para inhibir la acumulación bacteriana y mediante la sustitución habitual o la regeneración de las resinas, ya que los productos químicos de regeneración son desinfectantes poderosos.
El intercambio iónico sólo eliminará compuestos orgánicos polares del agua, y los compuestos orgánicos disueltos pueden ensuciarlas perlas de intercambio iónico, disminuyendo su capacidad. Cuando se necesite agua orgánica e inorgánicamente pura, la combinación de ósmosis inversa seguido de intercambio iónico es especialmente efectiva.
RESINAS

Las resinas de intercambio iónico pueden ser fabricadas en una de dos estructuras físicas, gelatinosa o macroporosa. Las resinas gelatinosas son polímeros homogéneosentrecruzados y son las resinas más comúnmente disponibles. Éstas tienen sitios de intercambio distribuidos de manera pareja a través de la esfera. La cantidad de entrecruzamiento de divinilbenzeno (DVB) que se utiliza en la síntesis de una esfera determina su fortaleza relativa. La resina catiónica de ácido fuerte que se usa para la suavización, la cual es el medio más común de intercambio iónico,...