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Resina de intercambio catiónico

Enero 28, 2022

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Este aviso fue puesto el 10 de junio de 2010.

Resinas de intercambio catiónico

Estas resinas están disponibles en 3 tamaños diferentes de cuentas. El medio (<150μm) y grandes (<300μm) los granos son más útiles para el flujo por gravedad y por esferas (sin flujo) las solicitudes. El mayor tamaño de los granos hace fácil la separación de un líquido a granel. En el medio (<150μm) y pequeñas (<75μm) los granos son más útiles para aplicaciones de bombeo. El menor tamaño de los granos reduce la altura de plato de cromatografía (proporciona más rápido equilibrio con velocidades de flujo más alto).

Estas resinas están disponibles con tres diferentes cantidades de entrecruzamiento en la columna vertebral de poliestireno. Cuanto mayor sea el enlace y cruce mayor será la capacidad de la resina. Para el intercambio de iones inorgánicos el tamaño del poro suele ser de poco interés. Para las proteínas globulares la exclusión de los límites aproximados son 3000 daltons en el 2%, 1500 daltons el 4% y 1000 daltons en un 8% entrecruzamiento.[1]​[2]​

Resinas catiónicas de ácido fuerte

Intercambian iones positivos (cationes). Funcionan a cualquier 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).[3]​

Resinas catiónicas de ácido débil

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

Elevado hinchamiento y contracción lo que hace aumentar las pérdidas de carga o provocar roturas en las botellas cuando no cuentan con suficiente espacio en su interior. Se trata de una resina muy eficiente, requiere menos ácido para su regeneración, aunque trabajan a flujos menores que las de ácido fuerte. Es habitual regenerarlas con el ácido de desecho procedente de las de ácido fuerte.[3]​

¿Cómo trabaja el intercambio de resinas iónicas?

Las resinas se separan como cuentas esféricas 0,5 a 1,0 mm de diámetro. Estos parecen sólidos, incluso bajo el microscopio, pero a escala molecular la estructura es bastante abierta. Esto significa que la solución pasa por una capa de resina que puede fluir a través del polímero entrecruzado, puesta en contacto íntimo con los sitios de intercambio. La afinidad de las resinas de ácido sulfónico para los cationes varía con el tamaño y la carga iónica del catión. En general, la afinidad es mayor para los grandes iones con alta valencia.[4]​

Algunos ejemplos de resinas de intercambio iónico por orden de afinidad para algunos cationes comunes son aproximadamente:

Hg2+ <Li+ <H+ <Na+ < K+ ≈ NH4+ < Cd2+ < Cs+ < Ag+ < Mn2+ < Mg2+< Zn2+ < Cu2+ < Ni2+ < Co2+ < Ca2+ < Sr2+ Pb2+ < Al3+ < Fe3+.

Aplicaciones de las resinas de intercambio iónico en la industria[5]​[6]​

Tratamiento de aguas

  • Eliminación de la dureza del agua.
    • Eliminación de calcio y magnesio evitando así depósitos e incrustaciones. Se emplean resinas de poliestireno sulfonado.
    • Eliminación de hierro y manganeso, cuya presencia puede manchar tejidos, formar depósitos en tuberías e inducir su corrosión. Este proceso debe realizarse con precaución por existir un riesgo de que ambos iones precipiten sobre la resina.
  • Alcalinidad del agua: Eliminación de aniones bicarbonato, carbonato e hidróxidos. Generalmente se emplean resinas en forma cloruro.
  • Eliminación de materia orgánica: Eliminación de ácidos orgánicos (ejemplos: ácidos húmicos o taninos) precursores de trihalometanos al clorar el agua. Se emplean generalmente resinas aniónicas en forma de cloruro, especialmente de tipo acrílico.
  • Eliminación de nitratos: Eliminación de aniones nitrato NO3-, mediante resinas en forma de cloruro.
  • Eliminación del ion amonio: Eliminación de NH4+ por medio de resinas catiónicas.
  • Desionización del agua: Reducción de los cationes (Ca2+, Na+, Mg2+, etc) y aniones (Cl-, SO4 2-, etc) presentes en el agua a niveles muy bajos. Muy importante para laboratorios, industrias farmacéuticas, cosméticos, microelectrónica, etc. Se realiza mediante una resina catiónica y dos resinas aniónicas, una básica débil que adsorberá los ácidos fuertes y otra básica para intercambiar los aniones.

Industria nuclear

Tratamiento de efluentes contaminados con elementos radiactivos, purificación del agua de refrigeración del núcleo, etc. Las resinas, una vez usadas y contaminadas con elementos radiactivos, deben tratarse como un residuo radiactivo más.

Industria alimentaria

Purificación del agua (por ejemplo: industria de la cerveza), desmineralizar líquidos azucarados y jarabes, controlar la acidez, el olor, el sabor y contenido en sal del alimento. También se emplean para aislar o purificar aditivos o componentes de alimentos.-5-6-

Industria farmacéutica

Recuperación y purificación de productos (antibióticos, vitaminas, enzimas, proteínas, entre otros).

Hidrometalurgia

Tratamiento de efluentes procedentes de la industria de refinado de metales. Recuperación y concentración de metales valiosos (Oro, Platino, Plata, Cobre, Uranio, Cromo, etc.).

Referencias

  1. MC CABE, Smith, Harriot. Operaciones unitarias en ingeniería química. Sexta edición. Mc Graw Hill. pp. 905-906
  2. [1]
  3. ↑ [2]
  4. [3]
  5. [4]
  6. [5]

Enlaces externos

Véase también

  •   Datos: Q1989369

Enero 28, 2022
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Este articulo o seccion sobre ciencia necesita ser wikificado por favor editalo para que cumpla con las convenciones de estilo Este aviso fue puesto el 10 de junio de 2010 Resinas de intercambio cationicoEstas resinas estan disponibles en 3 tamanos diferentes de cuentas El medio lt 150mm y grandes lt 300mm los granos son mas utiles para el flujo por gravedad y por esferas sin flujo las solicitudes El mayor tamano de los granos hace facil la separacion de un liquido a granel En el medio lt 150mm y pequenas lt 75mm los granos son mas utiles para aplicaciones de bombeo El menor tamano de los granos reduce la altura de plato de cromatografia proporciona mas rapido equilibrio con velocidades de flujo mas alto Estas resinas estan disponibles con tres diferentes cantidades de entrecruzamiento en la columna vertebral de poliestireno Cuanto mayor sea el enlace y cruce mayor sera la capacidad de la resina Para el intercambio de iones inorganicos el tamano del poro suele ser de poco interes Para las proteinas globulares la exclusion de los limites aproximados son 3000 daltons en el 2 1500 daltons el 4 y 1000 daltons en un 8 entrecruzamiento 1 2 Indice 1 Resinas cationicas de acido fuerte 2 Resinas cationicas de acido debil 3 Aplicaciones de las resinas de intercambio ionico en la industria 5 6 3 1 Tratamiento de aguas 3 2 Industria nuclear 3 3 Industria alimentaria 3 4 Industria farmaceutica 3 5 Hidrometalurgia 4 Referencias 5 Enlaces externos 6 Vease tambienResinas cationicas de acido fuerte EditarIntercambian iones positivos cationes Funcionan a cualquier pH Es la destinada a aplicaciones de suavizado de agua como primera columna de desionizacion en los desmineralizadores o para lechos mixtos Elimina los cationes del agua y necesitan una gran cantidad de regenerante normalmente acido clorhidrico HCl 3 Resinas cationicas de acido debil EditarTienen menor capacidad de intercambio No son funcionales a pH bajos Elevado hinchamiento y contraccion lo que hace aumentar las perdidas de carga o provocar roturas en las botellas cuando no cuentan con suficiente espacio en su interior Se trata de una resina muy eficiente requiere menos acido para su regeneracion aunque trabajan a flujos menores que las de acido fuerte Es habitual regenerarlas con el acido de desecho procedente de las de acido fuerte 3 Como trabaja el intercambio de resinas ionicas Las resinas se separan como cuentas esfericas 0 5 a 1 0 mm de diametro Estos parecen solidos incluso bajo el microscopio pero a escala molecular la estructura es bastante abierta Esto significa que la solucion pasa por una capa de resina que puede fluir a traves del polimero entrecruzado puesta en contacto intimo con los sitios de intercambio La afinidad de las resinas de acido sulfonico para los cationes varia con el tamano y la carga ionica del cation En general la afinidad es mayor para los grandes iones con alta valencia 4 Algunos ejemplos de resinas de intercambio ionico por orden de afinidad para algunos cationes comunes son aproximadamente Hg2 lt Li lt H lt Na lt K NH4 lt Cd2 lt Cs lt Ag lt Mn2 lt Mg2 lt Zn2 lt Cu2 lt Ni2 lt Co2 lt Ca2 lt Sr2 Pb2 lt Al3 lt Fe3 Aplicaciones de las resinas de intercambio ionico en la industria 5 6 EditarTratamiento de aguas Editar Eliminacion de la dureza del agua Eliminacion de calcio y magnesio evitando asi depositos e incrustaciones Se emplean resinas de poliestireno sulfonado Eliminacion de hierro y manganeso cuya presencia puede manchar tejidos formar depositos en tuberias e inducir su corrosion Este proceso debe realizarse con precaucion por existir un riesgo de que ambos iones precipiten sobre la resina Alcalinidad del agua Eliminacion de aniones bicarbonato carbonato e hidroxidos Generalmente se emplean resinas en forma cloruro Eliminacion de materia organica Eliminacion de acidos organicos ejemplos acidos humicos o taninos precursores de trihalometanos al clorar el agua Se emplean generalmente resinas anionicas en forma de cloruro especialmente de tipo acrilico Eliminacion de nitratos Eliminacion de aniones nitrato NO3 mediante resinas en forma de cloruro Eliminacion del ion amonio Eliminacion de NH4 por medio de resinas cationicas Desionizacion del agua Reduccion de los cationes Ca2 Na Mg2 etc y aniones Cl SO4 2 etc presentes en el agua a niveles muy bajos Muy importante para laboratorios industrias farmaceuticas cosmeticos microelectronica etc Se realiza mediante una resina cationica y dos resinas anionicas una basica debil que adsorbera los acidos fuertes y otra basica para intercambiar los aniones Industria nuclear Editar Tratamiento de efluentes contaminados con elementos radiactivos purificacion del agua de refrigeracion del nucleo etc Las resinas una vez usadas y contaminadas con elementos radiactivos deben tratarse como un residuo radiactivo mas Industria alimentaria Editar Purificacion del agua por ejemplo industria de la cerveza desmineralizar liquidos azucarados y jarabes controlar la acidez el olor el sabor y contenido en sal del alimento Tambien se emplean para aislar o purificar aditivos o componentes de alimentos 5 6 Industria farmaceutica Editar Recuperacion y purificacion de productos antibioticos vitaminas enzimas proteinas entre otros Hidrometalurgia Editar Tratamiento de efluentes procedentes de la industria de refinado de metales Recuperacion y concentracion de metales valiosos Oro Platino Plata Cobre Uranio Cromo etc Referencias Editar MC CABE Smith Harriot Operaciones unitarias en ingenieria quimica Sexta edicion Mc Graw Hill pp 905 906 1 a b 2 3 4 5 Enlaces externos Editar 6 Vease tambien EditarCromatografia de intercambio ionico Resina de intercambio ionico Resina de intercambio anionico Datos Q1989369 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Resina de intercambio cationico amp oldid 118935772, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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