PERMUTA IONICA

Nome: Paulo Oliveira Reis & Natã FaccioliNº: 18 & 14 Turma/Ano: 3º T.A.L Curso: Profissional de Técnico de Análise Laboratorial Escola Secundária Francisco Rodrigues Lobo Disciplina: Teq.Qui Professor(a): Maria de Lurdes Cardoso

Permuta Iónica

O que é? Como fonciona? E como se aplica a nivel industrial?

Introdução

Contextualização Física

Resinas Aniónicas e Catiónicas

Aplicação Industrial

Fatores que influenciam o seu uso

Reações

Introdução

Transferência de Massa

O movimento espacial, ou seja, a migração de uma ou mais espécies químicas em um dado meio, podendo ser sólido, líquido ou gasoso. Ou seja, o transporte de um componente de uma região de alta concentração para outra de baixa concentração. Neste contexto, concentração define-se como a quantidade de substância (em moles ou massa) por unidade de volume.

2 Lei da Termodinâmica

A transferência de massa baseia-se no movimento de um fluxo de massa de uma região/solvente de maior a outra de menor concentração de soluto. Todavia a transferência de massa através de uma fase ou entre duas fases passando a fronteira entre elas (líquida-líquida, líquida-sólida, gás-líquida ou gás-sólida) requer um afastamento das condições de equilíbrio. Difusão e convecção mássica são duas formas que pode ocorrer a transferência mássica.

Permuta Iónica

• Processo de separação baseado na velocidade de transferência de massa e implica o cntato entre duas fases (sólido-líquido) entre as quais os constituintes se distribuem indiferentemente.
• Consiste numa troca estequiométrica de catiões ou anióes duma fase líquida (Ca, Mg, SO, NO) por catiões ou aniões de uma resina permutadora de iões.

Representação do processo de troca iónica.

Absorção

Adsorção

Fixação de uma substância líquida ou gasosa no interior da massa de outra substância, geralmente sólida.

Fixação de moléculas, geralmente de um fluxo líquido ou gasoso, na superfície de um sólido sem que as moléculas passem a fazer parte deste sólido.

Adsorção

Troca de iões superfical; iões da fase fluida são reversivelmente retidos na superficie de um sólido (adsorvente) por forças de Van der Waals, formando uma camada (monocamada) ou multicamadas de iões.

A capacidade de adsorção depende:1. Do tipo da distribuição e do tamanho dos poros. 2. Natureza da superfície do adsorvante.

Resinas aníonicas e catiónicas.

Aplicação em processos industriais.

1. As resinas de troca iónica são aplicadas em várias áreas de atuação:
1. Tratamento de águas;
2. Resíduos nucleares;
3. Indústria alimentar;
4. Indústria farmacêutica;
5. Agricultura;
6. Metalúrgica.

Colunas de Adsorção

Colunas de adsorção As colunas de adsorção são feitas de agitadores de erlenmeyers em banho termostático, erlenmeyers, corante amaranto, carvão ativo, cronómetro, funis, papel de filtro quantitativo, coluna de vidro, bomba peristáltica, espectrofotómetro.

Enchimento das colunas de adsorção

• Consiste em colunas cilíndricas, como se mostra na primeira imagem, com enchimento de partículas esféricas de adsorvente ou resina (fase estacionária), através das quais passa o fluido a tratar (fase móvel).
• O ciclo de funcionamento baseia-se normalmente em duas colunas ou leitos fixos em série como ilustra a segunda imagem, de forma que enquanto uma está a ser saturada, uma segunda está a ser regenerada.
• Durante a fase de saturação, a fase móvel a tratar atravessa a coluna e os solutos nela contidos são retidos pela fase estacionária. Após a saturação, é necessário regenerar o adsorvente (resina) utilizando um electrólito forte, permitindo deste modo, que este seja novamente reutilizado.

Principais Fatores

pH

PRESSÃO

TEMPERATURA

Conclusão

• A permuta iónica consiste numa troca estequiométrica de um ião por outro, obedecendo a uma relação de equilibrio.
• A troca de iões faz-se por adsorção (física) ou fisissorção - a interação dá-se entre dipolos moleculares (forças de Van der Walls); é um fénomeno reversível onde se observa normalmente a deposição de mais de uma camada de adsorbato sobre a superfície adsorvente.
• A resina catiónica permite a permuta de catiões e a resina aniónica permite a permuta de aniões.
• As resinas de troca iónica aplicam-se na refinação do açucar, em separações biológicas e separação por exclusão, aplicações hidrometalúrgicas, produção de água desionizada e catálise.
• As colunas de adsorção consistem em colunas cilíndricas, com enchimento de partículas esféricas de adsorvente ou resina (fase estacionária), através das quais passa o fluido a tratar (fase móvel).

Dúvidas?