Tratamiento preliminar de una resina de intercambio iónico

Diga cuál es la razón para determinar este porcentaje.

Para observar el porcentaje de pérdida que se tuvo al realizar el tratamiento y analizar las posibles fuentes que pudieron afectar para obtener un mejor rendimiento, así mismo si se requiere evaluar la capacidad de intercambio de la resina se requiere la masa de este para poder efectuar los cálculos.

¿Cuál es el valor del pH después de los lavados con H2O destilada?

pH de 5, que es el pH del agua destilada.

¿Qué importancia tiene determinar el pH después de los últimos lavados con H2O destilada?

Garantizar que no existan iones libres, productos del intercambio iónico entre la resina y las disoluciones regeneradoras, debido a que el pH influye en la separación cromatográfica.

Capacidad de intercambio.

Obtenga el valor de la capacidad de intercambio del intercambiador catiónico fuerte que empleó. Incluya cálculos.

Cálculo de capacidad de intercambio:

Capacidad de intercambio=((Normalidad de la solución de NaOH) (Gasto de NaOH en la titulación))/(Masa de resina utilizada)

Empleando la ecuación de cálculo de capacidad de intercambio:

Capacidad de intercambio=((0.09191N) (6.4 ml))/(0.4978 g)=1.18 meq/g

¿Cuál es la importancia de determinar la capacidad de un intercambiador?

Es un indicador del potencial de la resina para retener e intercambiar iones, mediante la estimación de su capacidad para retener cationes o aniones.

Discusión.

Al hacer referencia al término resina, mis conceptos hacían referencia a una sustancia que producen los árboles y cuya utilidad solo era servir de combustible, la cual al ser quemada se desechaba.

Sin embargo, con el desarrollo de la práctica se conceptualizo que las resinas son polímeros con capacidad de ser regeneradas y con una amplia funcionalidad en un sin fin de industrias.

La resina es un sólido con propiedades para intercambiar iones, pueden ser de origen natural (zeolitas) o sintéticas (resinas orgánicas). Los sólidos que intercambian iones positivos son conocidos como intercambiadores catiónicos, mientras que los sólidos que intercambian iones negativos se conocen como intercambiadores aniónicos.

Una resina sintética contiene una red de radicales de hidrocarburos (estireno y divinilbenceno) a los cuales están unidos grupos funcionales iónicos solubles. Las moléculas de hidrocarburos están unidas transversalmente formando una red tridimensional que imparte insolubilidad y tenacidad global a la resina. El grado de entrecruzamiento determina la estructura porosa interna de la resina.

Para producir una resina catiónica fuerte se trata la resina, obtenida de la copolimerización del estireno con el divinilbenceno, con ácido sulfónico lo cual produce grupos sulfónicos cargados negativamente adheridos a la superficie del polímero (Figura 1).

Figura 1. Fórmula estructural química de resina catiónica de ácido sulfónico fuerte (Amberlita IR-120), (XL): enlace cruzado; (PC): cadena polimérica; (ES): sitio de intercambio; (EI): ión intercambiable ”Chemical structural formula of sulfonic strong acid cation resin (Amberlite IR-120), (XL): cross link; (PC): polymer chain; (ES): exchange site; (EI): exchangeable ion”. Tomada de GE Handbook of Industrial Water Treatment.

El fundamento del intercambio iónico tiene su base en el principio de Le Châtelier “el sentido del intercambio dependerá de la concentración de las especies en solución”, y este hecho se aplica para la regeneración de la resina intercambiadora. Por ejemplo: para regenerar una resina saturada en algún contaminante se revierte el equilibrio incrementando sensiblemente la concentración del ión que deseamos, normalmente H+ para una resina catiónica.

Los reactivos (NaOH y HCl) desplazan a los iones retenidos, sustituyéndolos por iones Na+ y posteriormente por H+. El mecanismo de regeneración se repite indefinidamente durante la vida útil de las resinas que es aproximadamente de 2 a 5 años dependiendo de su uso.

Durante el desarrollo de la práctica se realizó el tratamiento preliminar de una resina catiónica fuerte la cual fue Amberlita (Figura 1), se trató con una disolución de NaOH 1 N para intercambiar los cationes contaminantes que se pudieron haber quedado en la resina y sustituirlos por el ion Na+, al finalizar el tratamiento con NaOH se hicieron lavados con agua destilada, esto para eliminar los posibles iones OH- que le confieren un pH alcalino al medio y propiciar un pH de 5 que es el pH del agua destilada; lavado tras lavado se perdían

...