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Resinas de intercambio iónico Una resina de intercambio iónico es un polímero con sitios cargados eléctricamente en el que un ion puede reemplazar otro. Los suelos naturales contienen sólidos con sitios cargados que intercambian iones, y ciertos minerales llamados zeolitas son intercambiadores bastante buenos. El intercambio iónico también tiene lugar en los materiales vivos porque las paredes celulares, las membranas celulares y otras estructuras tienen cargas. En las aguas naturales y en las aguas residuales, hay a menudo iones indeseables y algunos de ellos pueden valer la pena recuperarse. Por ejemplo, el ion cadmio es peligroso para la salud, pero no está presente normalmente en concentraciones que justificarían la recuperación. Por otro lado, el ion plata en los residuos fotográficos no es un peligro grave, pero su valor es bastante alto. En cualquier caso, tiene sentido sustituir un ion como el sodio por el ion en el agua residual. Las ecuaciones de Freundlich y Langmuir utilizadas para la adsorción también describen el intercambio iónico. Sin embargo, la ecuación BET no es aplicable porque múltiples capas no forman carga eléctrica debe equilibrar. El equilibrio de la membrana de Donnan discutido en la sección sobre las membranas es también relevante para el intercambio de iones porque las cargas en el esqueleto de la resina se localizan en una situación análoga a las proteínas cargadas que no pueden pasar a través de las membranas. Las resinas de intercambio iónico sintéticas se suelen moldear como perlas porosas con una superficie externa y de poro considerable donde los iones pueden unirse. Siempre que hay una gran superficie, la adsorción juega un papel. Si una sustancia se adsorbe a una resina de intercambio iónico, no se libera ion alguno. La prueba de los iones en el efluente distinguirá entre la eliminación por adsorción y la eliminación mediante intercambio iónico. Por supuesto, ambos mecanismos pueden ser significativos en ciertos casos, y los balances de masa que comparan moles eliminados con moles de iones liberados cuantificarán las cantidades de adsorción e intercambio iónico. Este material siguiente se toma de un folleto sobre las resinas de Dowex. Relación cruzada La cantidad de reticulación depende de las proporciones de diferentes monómeros usados ​​en la etapa de polimerización. Los rangos prácticos son de 4 a 16. Las resinas con reticulación muy baja tienden a ser acuosas y cambian las dimensiones marcadamente dependiendo de qué iones están unidos. Las propiedades que están interrelacionadas con la reticulación son: (A) Contenido de humedad Una propiedad física de las resinas de intercambio iónico que cambia con cambios en el reticulado es el contenido de humedad de la resina. Por ejemplo, los grupos ácido sulfónico atraen agua, y este agua se mantiene tenazmente dentro de cada partícula de resina. Los grupos de amonio cuaternario de las resinas aniónicas se comportan de manera similar. La figura muestra un gráfico del cambio del contenido de humedad con cambios en la reticulación. Capacidad La capacidad total de una resina de intercambio iónico se define como el número total de equivalentes químicos disponibles para el intercambio por un cierto peso unitario o volumen unitario de resina. La capacidad puede expresarse en términos de miliequivalentes por gramo seco de resina o en términos de miliequivalentes por gramo seco de resina o en términos de millequivalentes por mililitro de resina húmeda. Cuanto más reticulada sea una resina, más difícil resulta introducir grupos funcionales adicionales. La sulfonación se lleva a cabo una vez que se ha completado la reticulación y los grupos ácido sulfónico se introducen dentro de la partícula de resina así como sobre su superficie. Asimismo, los grupos de amonio cuaternario se introducen después de que la polimerización se ha completado y también se introducen tanto en el interior de la partícula como en su superficie. Se pueden introducir menos grupos funcionales dentro de las partículas cuando están altamente reticuladas y, por lo tanto, la capacidad total sobre una base seca disminuye ligeramente. Esta situación se invierte cuando se utiliza una base de volumen húmedo para medir la capacidad de una resina. Aunque se introducen menos grupos funcionales en una resina altamente reticulada, estos grupos se espacian más cerca unos de otros sobre una base de volumen porque el volumen de agua se reduce por la reticulación adicional. (Véase la figura anterior). Por lo tanto, la capacidad sobre una base de volumen húmedo aumenta a medida que aumenta la reticulación. La siguiente figura describe los cambios en la capacidad a medida que se cambia el reticulado. (C) Tasa de Equilibrio Las reacciones de intercambio iónico son reacciones reversibles con condiciones de equilibrio diferentes para diferentes iones. La reticulación tiene una influencia definida en el tiempo requerido para que un ion alcance el equilibrio. Una resina de intercambio iónico que está altamente reticulada es bastante resistente a la difusión de varios iones a través de ella y, por tanto, el tiempo requerido para alcanzar el equilibrio es mucho más largo. La Figura 3 ilustra el efecto de reticulación sobre el tiempo requerido para que el etilenglicol alcance el equilibrio. En general, cuanto más grande sea el ion o molécula que se difunde en una partícula de intercambio iónico, o cuanto más altamente reticulado sea el polímero, más largo será el tiempo requerido para alcanzar condiciones de equilibrio. (D) Resumen de efectos de reticulación Los copolímeros de estireno que contienen bajas cantidades de divinilbenceno (1-4) se caracterizan como sigue: 1. Alto grado de permeabilidad. 2. Contiene una gran cantidad de humedad. 3. Las capacidades son menores en base a volumen húmedo. 4. Las tasas de equilibrio son altas. 5. Se reduce la estabilidad física. 6. La selectividad para diversos iones está disminuida, pero la capacidad para acomodar iones más grandes se incrementa. Los copolímeros de estireno que contienen altas cantidades de divinilbenceno (12-16) presentan características en la dirección opuesta. Tamaño de partícula El tamaño físico de las partículas de resina se controla durante la etapa de polimerización. Pantalla se utilizan para tamizar las resinas para obtener una gama bastante uniforme de tamaños. Los tamaños de malla en la siguiente tabla se refieren a las pantallas estándar de EE. UU. Un número de malla más alto significa más y más finos alambres por unidad de área y por lo tanto una abertura más pequeña. Diámetro de Partículas (a) Tasa de Equilibrado El tamaño de partícula de una resina de intercambio iónico influye en el tiempo requerido para establecer condiciones de equilibrio. Hay dos tipos de difusión que deben ser considerados en un equilibrio de intercambio iónico. La primera se llama difusión de película o el movimiento de iones de una solución circundante a la superficie de una partícula de intercambio iónico. El segundo se llama difusión interna y es el movimiento de iones desde la superficie hasta el interior de una partícula de intercambio iónico. La difusión de película es usualmente la reacción de control en soluciones diluidas, mientras que la difusión interna está controlando en soluciones más concentradas. El tamaño de partícula de una resina de intercambio iónico afecta tanto a la difusión de la película como a la difusión interna. Una partícula de malla fina presenta más área superficial para la difusión de la película y también contiene menos volumen interno a través del cual un ion debe difundir. Una disminución en el tamaño de partícula acorta así el tiempo requerido para el equilibrio. Esta figura ilustra el acortamiento de los tiempos de equilibrio para disminuciones en el tamaño de partícula. (B) Caudal Los procesos de intercambio iónico se llevan a cabo usualmente en columnas con la resina descansando sobre un soporte adecuado. Los líquidos pueden ser procesados ​​tanto hacia arriba como hacia abajo a través de tales columnas. Las partículas esféricas de resina de intercambio iónico resisten el flujo de un líquido a través o alrededor de ellos. Cuanto menor sea el tamaño de partícula, mayor será esta resistencia contra la cual debe fluir un líquido. Esta resistencia sube muy rápidamente cuando se emplean partículas de menos de 100 mallas. Esta figura ilustra la disminución en los caudales con tamaños de partícula decrecientes. Más propiedades Volver a la Página de Química. Faire Face para ayudar a las personas mejor vivir el handicap. Scl aumentó en placas. Los resultados obtenidos en una nueva moldura MedDay, un socio de la biotecnología, ha anunciado la puesta en el punto de una moldura prometora, el MD1003. Ce nouveau traitement am liorerait significativement la sant de patients atteints de scl rose en plaques progressive primaire et secondaire. C una proporción significativa de los pacientes en los niveles de progresión, afirmaron el día a día, de acuerdo con MedDay. Una puesta en marcha sp cialis e dans le traitement des troubles du syst me nerveux. 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