Intercambiador iónico

• Introducción
  Una resina de intercambio iónico es una red tridimensional de polímero orgánico insoluble a la que se adhieren grupos funcionales, que son el origen de sus propiedades de intercambio iónico.

La carga de los iones intercambiables solubles se equilibra con una carga igual, pero de signo contrario, que esta sobre la red; aunque los iones intercambiables son solubles en agua no pueden eliminarse de la resina a menos que sean sustituidos por un número equivalente de iones cargados de forma semejante.  

Un intercambiador iónico esta constituido por una matriz, un ión fijo y un ión móvil.  
Los intercambiadores iónicos tiene propiedades como:
* Grado de entrecruzamiento
* Tamaño de partícula
* Selectividad
* Capacidad de intercambio
La capacidad de intercambio es una de las propiedades más importantes y se define como: “La cantidad de grupos cargados expresada en miliequivalentes, que se intercambian por gramo de intercambiador seco”.

• Objetivos
  a) Efectuar el tratamiento preliminar de un intercambiado iónico.
  b) Determinar la capacidad de intercambio iónico del mismo.

• Resultados y discuciones

• Tratamiento preliminar 
  La resina se lava previamente con agua para acondicionarla, el segundo paso es agregar NaOH para asegurar que el catión que se una a la resina sea únicamente Na+, posteriormente la resina es lavada para eliminar los cationes que han sido remplazados, así como los OH de la solución, en este paso se mide el pH para comprobar que ha sido eliminado todo la solución básica. Después se lava con HCl, esto es para asegurar que el catión que se unirá a la resina sea únicamente H+. Finalmente se lava con agua, para eliminar el resto de HCl que no reacciono.  
  

  [pic 1][pic 2]

El porcentaje de recuperación nos determina si el tratamiento preliminar es bueno, de igual manera, se evalúa al analista pues al hacer los lavados se pierde muestra, el porcentaje de recuperación debe ser cercano a 100% por lo que el % de recuperación  obtenido se considera bueno.
El valor del pH después de los lavados con H2O fue de 6.
Es importante medir el pH después de los últimos lavados, ya que debemos constatar que es eliminado el HCl sobrante, que no reaccionó con la resina.

• Capacidad de intercambio.
  Se pesaron 0.5 g de intercambiador iónico, se le agregaron 50 mL de NaCl, que es el compuesto con carga que va a separse, para determinar la capacidad que tiene la resina de cambiar los cationes que tenía, por Na+.
  Posteriormente se titula con  NaOH, esto se debe a que se ha formado un compuesto entre el H+ eliminado de la resina y el Cl-  libre del NaCl formando HCl, que es neutralizado con la cantidad necesaria de NaOH, y esto se observa gracias al indicador agregado (fenoftaleína).  

[pic 3]

X= Normalidad de NaOH 0.09191
V= Volumen de NaOH empleado en la titulación 13.3 mL
m= masa de resina utilizada 0.5 g

La importancia de determinar la capacidad de un intercambiador reside en poder comparar las capacidades de varias resinas cuando se requiere una que sea adecuada a las necesidades del laboratorio. De igual manera nos permite conocer el estado en el que se encuentra la resina y determinar si debe ser cambiada.  

La capacidad de intercambio obtenida experimentalmente es satisfactoria, por lo que la resina se encuentra en buen estado.

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