Determinación de resina cationica y resina anionica?

Question

Es para poder diferenciar entre una y otra en un equipo suavizador de agua

Answer 1

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).



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 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 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.


Resinas aniónicas de base fuerte:


Intercambian iones negativos (aniones).
Es la destinada a aplicaciones de suavizado de agua, como segunda columna de desionización en los desmineralizadores o para lechos mixtos. Elimina los aniones del agua y necesitan una gran cantidad de regenerante, normalmente sosa (hidróxido sódico - NaOH).



Resinas aniónicas de base débil:

Se trata de una resina muy eficiente, requiere menos sosa para su regeneración.
No se puede utilizar a pH altos.
pueden sufrir problemas de oxidación o ensuciamiento.

Answer 2

Una forma de suavizado del agua se basa en la utilización de “intercambiadores iónicos” o “resinas de canaje iónico” que son resinas artificiales que están formadas por una red orgánica gigante con numerosos grupos ácidos o básicos.

Los intercambiadores iónicos han sido ampliamente utilizados en la industria para la eliminación de iones que por su presencia pudieran provocar fenómenos o reacciones perjudiciales, ya sea por formación de precipitados, sabores, coloraciones y obstrucción de tuberías, roturas por calentamiento, corrosión, etc...

Estos intercambiadores también se han utilizado en aplicaciones domésticas, descalcificaciones de aguas potables utilizadas en planchas o desionización de aguas de la red pública y de hecho se conocen múltiples cartuchos y aparatos que se venden en el mercado cuyo fin es “ablandar” el agua.

En las resinas existen iones unidos a los grupos funcionales, que no se encuentran químicamente enlazados, sino que están unidos por atracción electrostática. Estos iones pueden ser reemplazados por otros del mismo signo que presenten una mayor atracción electrostática. En función del signo de estos iones, positivo o negativo, se habla de resinas catiónicas o aniónicas, respectivamente.

Si se deja que un canjeador de iones ácido se hinche en el seno del agua se forman iones H3O+, los cuales quedan enlazados al resto o red cargada negativa. En los cargadores de iones de tipo básico se producen iones OH- de forma correspondiente.

Si se deja pasar una disolución con diferentes cationes y aniones, primero a través de un cambiador de tipo ácido y después a través de uno básico, se quedarán los cationes, en lugar de los iones H3O+ (“resina catiónica”), mientras que en los cambiadores de tipo básico (“resina aniónica”) son intercambiados los aniones por iones OH-. Como los iones H3O+ se combinan con los iones OH- de acuerdo con el producto iónico del agua, ésta llega a quedar completamente libre de electrolitos, como consecuencia de tal canaje.

Proceso de una resina catiónica:

2RZ-SO3-H+ + Ca2+ == (RZ-SO3-)2Ca2+ + 2H+

Proceso de una resina aniónica:

RZ-N+(CH3)3OH- + Cl- == RZ- N+(CH3)3Cl- + OH-

Si sumamos los procesos obtenemos:


2H+ + 2OH- == 2H2O

Así pues lo que se obtiene es una desionización. Sin embargo las resinas pueden actuar de forma independiente. En el caso de aguas duras, el objetivo es la eliminación de cationes, por lo que se debe aplicar una resina catiónica. Para este caso las resinas más usadas son las que cuentan con iones Na+ y el proceso correspondiente es:

2RZ- SO3-Na+ + Ca2+ == (RZ-SO3-)2Ca2+ + 2Na+

Estas resinas pueden ser regeneradas colocándolas en una solución de NaCl concentrada para desplazar el equilibrio hacia la izquierda.

O bien se pueden usar resinas catiónicas donde el catión que se intercambia es el protón. La regeneración de estas resinas se debe hacer colocándolas en un medio ácido fuerte, normalmente HCl, que desplazan el equilibrio en sentido inverso.

Answer 3

Para poder diferenciarlas, tienes que localizar el punto de entrada del circuito y el de salida (del agua, se entiende). El agua pasa en primer lugar por la resina catiónica y posteriormente por la aniónica.
El proceso ya te lo han explicado en las respuestas anteriores.
Un saludo.