practica de operaciones
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7/23/2019 practica de operaciones
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Repblica Bolivariana deRepblica Bolivariana deVenezuelaVenezuela
La Universidad del ZuliaLa Universidad del ZuliaFacultad de IngenieraFacultad de Ingeniera
Escuela de Ingeniera QumicaEscuela de Ingeniera QumicaLaboratorio de peracionesLaboratorio de peracionesUnitarias IIUnitarias II
!ractica " #
Intercambio i$nicoAutor: Ing.Alexis Manuel Faneite
Realizado por%
Barboza Marconi; Lugo Malleli; Pirela Jos Daniel; Simancas JosDaniel;Sulbarn Nathaly; Torrealba Leisy; Torres Keii; !illalobos Learsy
&e'orado por%"nnybeth #ernn$ez; "na Nieto;
Daniel Paternina; "i$in %rribarri
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b'etivo generalb'etivo general&stu$iar el 'roceso $e intercambio
i(nico me$iante el tratamiento $euna soluci(n $e una sal inorgnicacon un lecho )*o $e una resina $e
intercambio cati(nico en su +orma$e hi$r(geno,
-ntercambio i(nico
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-ntercambio i(nico
b'etivos espec(cosb'etivos espec(cos
., /e'resentar gr)camente la eta'a $eintercambio y agotamiento como altura
$el lecho y altura $e la zona gasta$a en+unci(n $el olumen acumula$o $ele0uente,
1, Determinar la $ensi$a$2 $imetro $e'art3cula $e la resina2 la 'orosi$a$ $el
lecho y 0u*o olumtrico $el e0uente,
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-ntercambio i(nico
b'etivos espec(cosb'etivos espec(cos
4, /e'resentar gr)camente la eta'a $eregeneraci(n como altura $el lecho y altura$e la zona regenera$a en +unci(n $elolumen acumula$o $el e0uente,
5, /e'resentar gr)camente la eta'a $elaa$o como altura $el lecho en +unci(n $el
olumen acumula$o $el e0uente,
6, Me$ir $e +orma a'ro7ima$a la altura $ela zona $e intercambio,
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-ntercambio i(nico
8on los $atos suministra$os 'or el Pro+esor9
:, /e'resentar gr)camente laconcentraci(n $e cationes $el e0uente conres'ecto al olumen acumula$o $el e0uente
en el 'roceso $e intercambio i(nico2in$ican$o el 'unto $e uiebre y el 'unto $eagotamiento,
b'etivos espec(cosb'etivos espec(cos
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-ntercambio i(nico
)alcio&agnesi
o*odio
*odio *odio
*odio *odio*odio
)alcio
&agnesio
&agnesio
)alcio
*odio*odio
+Que es el intercambio i$nico,
&l intercambio i(nico es una
reacci(n u3mica reersible2ue tiene lugar cuan$o un i(n$e una $isoluci(n seintercambia 'or otro i(n $eigual signo ue se encuentrauni$o a una 'art3cula s(li$ainm(il, &ste 'roceso tienelugar constantemente en lanaturaleza2 tanto en la materia
inorgnica como en las clulas
Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricos
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-ntercambio i(nico
+Qu. es unaresina,
/&S-N" &atrizpolim.rica
Las resinas $e intercambio i(nicoson materiales sintticos2 s(li$ose insolubles en agua2 ue se'resentan en +orma $e es+eras o
'erlas2 aunue tambin las hay en+orma $e 'olo,
Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricos
Las resinas $e intercambio i(nicoson materiales sintticos2 s(li$ose insolubles en agua2 ue se'resentan en +orma $e es+eras o
'erlas2 aunue tambin las hay en+orma $e 'olo,
&stn com'uestas $e una alta concentraci(n $egru'os 'olares2 ci$os o bsicos2 incor'ora$os a una
matriz $e un 'ol3mero sinttico y act>an toman$oiones $e las soluciones ?generalmente agua@ yce$ien$o canti$a$es euialentes $e otros iones,
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s% !rop/ Fsicas 0 Qumicas
Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricos
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-ntercambio i(nico
!ropiedades 1sicas de lasresinas
Macromolcula es+rica $e A24 a 1 mm $e$imetro,
/esinas con 'ocas uniones entrecruza$astien$en a ser muy acuosas y cambian $e$imensi(n,
Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricos
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-ntercambio i(nico
Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricos
!ropiedades 1sicas de lasresinas
&l conteni$o $e hume$a$ cambia con la
canti$a$ $e uni(n entrecruza$a,
Las resinas macro'orosas2 tienen a'arienciaes'on*osa tiene una menor ca'aci$a$ 'oruelas es+eras contienen menos sitios $eintercambio
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-ipos de Resina
/esinas cati(nicas $eci$os
/esinas ani(nicas $ebases
#uertes
Dbiles
#uerte
s
Dbiles
Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricos
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-ntercambio i(nico
Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricos
-ipos de Resina
Resinas cati$nicas de 2cido 1uerte%
-ntercambian iones 'ositios ?cationes@,
#uncionan a cualuier 'C,
&s la $estina$a a a'licaciones $e suaiza$o $eagua, &limina los cationes $el agua y necesitan
una gran canti$a$ $e regenerante2 normalmenteci$o clorh3$rico ?C8l@,
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-ntercambio i(nico
Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricos
-ipos de ResinaResinas cati$nicas de 2cido d.bil%
Tienen menor ca'aci$a$ $e intercambio,
No son +uncionales a 'C ba*os,
&lea$o hinchamiento y contracci(n lo ue hace aumentarlas
'er$i$as $e carga o 'roocar roturas en las botellas
cuan$o no cuentan con su)ciente es'acio en su interior,
Se trata $e una resina muy e)ciente2 reuiere menos ci$o'ara su regeneraci(n2 aunue traba*an a 0u*os menores
ue las $e ci$o +uerte, &s habitual regenerarlas con elci$o $e $esecho roce$ente $e las $e ci$o +uerte,
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-ntercambio i(nico
Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricos
-ipos de ResinaResinas ani$nicas de base 1uerte%
-ntercambian iones negatios ?aniones@,
&s la $estina$a a a'licaciones $e suaiza$o $eagua2, &limina los aniones $el agua y necesitanuna gran canti$a$ $e regenerante2 normalmentesosa ?hi$r(7i$os($ico E NaFC@,
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Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricos-ipos de Resina
Resinas ani$nicas de base d.bil%
&s una resina muy e)ciente2 $e +cil
regeneraci(n,
No se 'ue$e utilizar a 'C altos,
Pue$en su+rir 'roblemas $e o7i$aci(n oensuciamiento,
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-ntercambio i(nico
Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricos
#igura ilustratia
$el 'roceso $eintercambio i(nicocon un lecho )*o en$on$e se a'recia el$es'lazamiento $ela zona $eintercambio,
(
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Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricosLa zona $e intercambio se basa en la interacci(nue e7iste entre la resina $e intercambio y ele0uente,
" me$i$a ue la $isoluci(n
'asa a tras $e la resina2 losiones 'resentes en $icha$isoluci(n $es'lazan a los ueestaban originariamente en lossitios actios,&l circulo ro*o re'resenta lazona $e intercambio2inicialmente el olumen $ee0uente recolecta$o tiene una
ba*a concentraci(n $e
(
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-ntercambio i(nico
Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricosPara ue tenga lugar el intercambio i(nico2 los iones$eben moerse $e la $isoluci(n a la resina yiceersa, &ste moimiento se conoce como 'roceso$e $i+usi(n,
Se obsera el$es'lazamiento $e la zona$e intercambio2 lo cual se ere0e*a$o en el aumento
lee $e la concentraci(n $ecationes en el e0uente?)gura in+erior@2 ya ue laresina em'ieza a saturarse ya $isminuir la ca'aci$a$ $e
intercambio,
bi i( i
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-ntercambio i(nico
Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricos
" me$i$a ue aumenta elolumen $e e0uente aaumentan$o lentamente la
concentraci(n $e cationesen el mismo2 'orue ellecho se a saturan$o con elsoluto2 hasta llegar a un'unto $enomina$o uiebre,
el cual es el instante cuan$ola concentraci(n $el i(nmetlico en el e0uentealcanza un 5G $el alor en
el 0ui$o2 la zona $e
- bi i( i
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-ntercambio i(nico
Fundamentos -e$ricosFundamentos -e$ricos
Se obsera el 'unto $eagotamiento2 este se alcanzacuan$o la concentraci(n $eli(n metlico en el e0uente
alcanza el H5G $e su aloren el 0ui$o,&n este 'unto la resina no'ermite ms intercambio $e
iones2 ya ue estasatura$a2 si la soluci(ncontinua 0uyen$o $es'us$e este 'unto ocurre 'ocaa$sorci(n 'uesto ue el
lecho esta com'letamente
- bi i( i
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3blandamiento de agua para calderas
8aI
MgI8aI
MgI
+ Que separa Que resina us
zeolitas
Estructura de zeolita
"lumini
8alci
4usti(caci$n e importancia4usti(caci$n e importancia-ntercambio i(nico
Qu. es el ablandamiento delagua,
8uan$o el agua contiene unacanti$a$ signi)cante $e calcio ymagnesio2 es llama$a agua$ura,
&s una tcnica ue sire 'araeliminar los iones ue hacena un agua ser $ura2 en lamayor3a $e los casos iones$e calcio y magnesio,
- t bi i( i
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incrustaciones en los tubos ysu'er)cies $e las cal$eras
)3U*3
5
Disminuci(n $e la e)ciencia energtica y aumento en el consumo$e combustible,
Para$as im'reistas 'or roturas $e tubos en lacal$era,
-ntercambio i(nico
4usti(caci$n e importancia4usti(caci$n e importancia
3blandamiento de agua para caldera&l agua $ura es conoci$a 'or ta'onar las tuber3as ycom'licar la $isoluci(n $e $etergentes en agua,
- t bi i( i
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6esmineralizaci$n 0 desionizaci$n delagua con 7ue se producen las bebidascarbonatadas
-ntercambio i(nico
4usti(caci$n e importancia4usti(caci$n e importancia
La $esmineralizaci(n es un'roceso me$iante el cual se
eliminan s(li$os $isueltos en elagua, &l 'roceso me$ianteintercambio i(nico em'learesinas cati(nicas y ani(nicas 2ue 'ue$en ser base +uerte obase $bil $e'en$ien$o la
cali$a$ $el agua a obtener y loscontaminantes ue se reuieraremoer,
Desionizacin: Proceso ueutiliza resinas $e intercambio
i(nico $e +abricaci(n es'ecial ueeliminan las sales ioniza$as $elagua, Te(ricamente 'ue$eeliminar el 1AAG $e las sales,
La $esionizaci(n normalmente no
elimina los com'uestos orgnicos2irus o bacterias e7ce'to a tras$el atra'a$o acci$ental en laresina
- t bi i( i
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8ambia$orcati(nico
alimentaci(n
8ambia$orani(nico
"ireaci(n 'ara eliminarcarbonatos en +orma $e8F.
+Que resina usa,
"guaDesmineraliza$a
-ntercambio i(nico
4usti(caci$n e importancia4usti(caci$n e importancia
6esmineralizaci$n 0 desionizaci$n del agua con7ue se producen las bebidas carbonatadas
- t bi i( i
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Unidadcati$nica
&limina los minerales$el agua
Los 8ationes son /eem'laza$os'or -ones Ci$rogeno ?CI@
Unidad ani$nica Los "niones son/eem'laza$os'or -ones Ci$r(7i$o ?FCE@
e'emplo% 8)9:; *
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-ntercambio i(nico
/esina $e sul+onato$e Poliestireno,
&mbu$o $e $ecantaci(n
So'orte uniersal
Bureta
!aso $e 'reci'ita$o
6escripci$n del e7uipo6escripci$n del e7uipo
- t bi i( i
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!rocedimiento!rocedimiento
eperimentaleperimental1, Pre'arar la soluci(n $eSul+ato $e 8obre2'reiamente 'esa$o y
$ilui$o en agua $estila$a
., Pre'arar to$os losim'lementos 'ara realizarel e7'erimento
-ntercambio i(nico
-ntercambio i(nico
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-ntercambio i(nico
!rocedimiento!rocedimiento
eperimentaleperimental6, Llenar el embu$o $e$ecantaci(n con Sul+ato$e 8obre
4, "rmar el eui'oseg>n el mo$elo
-ntercambio i(nico
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5, Poner a gotear el sul+ato$e cobre y habrir la lula$e la bureta,
/egule con el goteo $e lasoluci(n $e sul+ato $e cobrela altura $el l3ui$o sobre laresina
:, Luego2 ca$a . minutosmi$a el olumenacumula$o2 la altura $e laresina y la longitu$ $e la
resina gasta$a
-ntercambio i(nico
!rocedimiento!rocedimiento
eperimentaleperimental
-ntercambio i(nico
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-ntercambio i(nico
!rocedimiento!rocedimiento
eperimentaleperimental "notar los alores $eolumen acumula$o2altura $e la resina yla longitu$ $e laresina gasta$a en latabla seOala$a ca$a
$os minutos uecorres'on$en a laeta'a $eintercambio y
agotamiento,
-ntercambio i(nico
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ona"gota$a
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H, Trasasa$o $el ci$oSul+>rico al embu$o $e
$ecantaci(n
-ntercambio i(nico
!rocedimiento!rocedimiento
eperimentaleperimental
1A, /egeneraci(n $e la/esina9 Qci$o Sul+>ricoconcentra$o
-ntercambio i(nico
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-ntercambio i(nico
!rocedimiento!rocedimiento
eperimentaleperimental"notar los alores $eolumen acumula$o2altura y longitu$ $ela resina regenera$aen la tabla seOala$a
ca$a $os minutosue corres'on$en ala eta'a $eregeneraci(n,
-ntercambio i(nico
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11, /esina com'letamenteregenera$a
1., &ta'a )nal $e laa$o conagua $estila$a
-ntercambio i(nico
!rocedimiento!rocedimiento
eperimentaleperimental
-ntercambio i(nico
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-ntercambio i(nico
!rocedimiento!rocedimiento
eperimentaleperimental
"notar los alores $e
olumen acumula$oy altura en la tablaseOala$a ca$a $osminutos ue
corres'on$en a laeta'a $e laa$o $ela resina,
-ntercambio i(nico
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/esina com'letamenteregenera$a y libre $eci$o sul+>rico
!rocedimiento!rocedimiento
eperimentaleperimental
-ntercambio i(nico
-ntercambio i(nico
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-ntercambio i(nico
*eguridad; 8igiene 0*eguridad; 8igiene 0
ambienteambienteImplementos de protecci$n personal
Ruantes Lentes Bata
-ntercambio i(nico
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-ntercambio i(nico
*eguridad; 8igiene 0*eguridad; 8igiene 0
ambienteambienteCcido *ul1rico D8@*rico 'ue$e causar seera irritaci(n enel sistema res'iratorio,
)ontacto con la piel% causa irritaci(n2uema$uras y ulceraciones,
Ingesti$n%causa irritaci(n en la gargantaes(+ago2 estomago y en la boca,
)ontacto con los o'os% causa irritaci(n2uema$uras y ceguera,
-ntercambio i(nico
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-ntercambio i(nico
*eguridad; 8igiene 0*eguridad; 8igiene 0
ambienteambienteCcido *ul1rico D8@*
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-ntercambio i(nico
*eguridad; 8igiene 0*eguridad; 8igiene 0
ambienteambienteResina de *ul1ato de !oliestireno9 riesg
Pue$e causar irritaci(n gstrica y retenci(n $e
so$io,No es carcin(geno,
Resina de *ul1ato de !oliestireno% prim
Fbtenga atenci(n m$ica en to$os los c
-ntercambio i(nico
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-ntercambio i(nico
*eguridad; 8igiene 0*eguridad; 8igiene 0
ambienteambiente*ul1ato de )obre D)u@*
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-ntercambio i(nico
*eguridad; 8igiene 0*eguridad; 8igiene 0
ambienteambiente*ul1ato de )obre D)u@*
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5o botar por el drena'e
5o de'ar residuos
-ntercambio i(nico
*eguridad; 8igiene 0*eguridad; 8igiene 0
ambienteambiente Lim'iar to$o
-ntercambio i(nico
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Botar la basu
Fr$enar to$o
Laar to$o
-ntercambio i(nico
*eguridad; 8igiene 0*eguridad; 8igiene 0
ambienteambiente
-ntercambio i(nico
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-ntercambio i(nico
*e abre el ciclo depreguntas
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Gracias!Gracias!