【Pergunta do dia】Princípios de Química Industrial 305: Sequência dos trocadores iônicos (25 de janeiro)

Se a água bruta passar primeiro por um trocador iônico alcalino, então o carbonato de cálcio, o hidróxido de magnésio e o hidróxido de ferro se depositam na superfície da resina, tornando-se difícil removê-los； Se for instalado após um trocador de cátions de ácido forte, os cátions que entram no trocador de ânions serão basicamente apenas H+. A solução se torna ácida, o que reduz a ação dos íons contrários, permitindo que a reação ocorra de maneira mais completa. Por isso, o trocador de cátions geralmente é instalado antes do trocador de ânions.

Se a água bruta passar primeiro por um trocador iônico alcalino, então o carbonato de cálcio, o hidróxido de magnésio e o hidróxido de ferro se depositam na superfície da resina, tornando-se difícil removê-los； Se for instalado após um trocador iônico de cátions forte, os cátions que entram no trocador iônico de ânions serão basicamente apenas H+, fazendo com que a solução fique ácida. Isso reduz o efeito dos íons contrários, permitindo que a reação ocorra de maneira mais completa. Por isso, o trocador iônico de cátions geralmente é instalado antes do trocador iônico de ânions.

Por que o trocador de cátions deve ser colocado antes do trocador de ânions? Resposta: 1) Quando a resina de troca iônica aniónica se desgasta e precisa ser regenerada, utiliza-se NaOH para isso. Se a coluna aniónica estiver localizada na parte frontal, os íons OH- presentes no agente de regeneração ficam adsorvidos na resina aniónica. Durante o funcionamento, esses íons reagem com os cátions presentes na água, como Ca2+, Mg2+ e Fe3+. Como resultado, formam-se precipitados como Ca(OH)2, Mg(OH)2, Fe(OH)3 e Ca(HSiO3)2, que se acumulam na superfície da resina aniónica. Isso obstrui e contamina a resina, impedindo que ela continue a realizar a troca iônica. Além disso, é difícil remover esses precipitados. 2) A capacidade de troca das resinas de troca aniónica é muito menor do que a das resinas de troca cátionica. Além disso, elas são facilmente contaminadas por substâncias orgânicas. Portanto, se as resinas aniónicas forem colocadas antes das resinas cátionicas, haverá mais chances de contaminação por substâncias orgânicas, o que reduz ainda mais sua capacidade de troca. Isso é desfavorável para o tratamento da água desmineralizada. 3) Um dos maiores desafios no tratamento da água desmineralizada é a remoção do silicato HSiO3-, que é removido por resinas de troca iônica alcalinas fortes. Mas o grupo silicato HSiO3- existe na forma de sal NaHSiO3 em água alcalina, enquanto em água ácida, o HSiO3- existe na forma de silicato (H2SiO3). A capacidade de troca de íons de álcalis fortes em resinas de troca iônica é muito maior em relação à capacidade de troca de silicatos. Portanto, é melhor realizar a troca em água ácida. A água que sai das colunas de troca de cátions é, justamente, água ácida. Assim, colocar a coluna de troca de ânions após a coluna de troca de cátions é muito vantajoso para remover os grupos silicato da água. 4) A reação de troca das resinas de troca iônica é reversível. Isso é uma reação de íons opostos; portanto, é necessário haver uma forte força de troca para que a troca de íons ocorra de maneira eficiente. As resinas ácidas fortes, com grande capacidade de troca iônica, são colocadas no primeiro estágio. Os H+ trocados se combinam rapidamente com os íons negativos presentes na água, formando ácidos inorgânicos. Em seguida, os OH- trocados pelas resinas aniónicas fazem com que H+ e OH- se combinem para formar água. Dessa forma, o efeito dos íons contrários é eliminado, o que é muito vantajoso para as reações de troca de íons negativos. 5) A água de saída com pH ácido do trocador catiônico pode neutralizar a alcalinidade presente na água (HCO3-). O H2CO3 formado pode ser removido por meio de um descarbonizador. Portanto, o trocador de cátions consegue reduzir a carga do trocador de anióons.

Por que o trocador de cátions deve ser colocado antes do trocador de ânions? Resposta: 1) Quando a resina de troca iônica aniónica se desgasta e precisa ser regenerada, utiliza-se NaOH para isso. Se a coluna aniónica estiver localizada na parte frontal, os íons OH- presentes no agente de regeneração ficam adsorvidos na resina aniónica. Durante o funcionamento, esses íons reagem com os cátions presentes na água, como Ca2+, Mg2+ e Fe3+. Como resultado, formam-se precipitados como Ca(OH)2, Mg(OH)2, Fe(OH)3 e Ca(HSiO3)2, que se acumulam na superfície da resina aniónica. Isso obstrui e contamina a resina, impedindo que ela continue a realizar a troca iônica. Além disso, é difícil remover esses precipitados. 2) A capacidade de troca das resinas de troca aniónica é muito menor do que a das resinas de troca cátionica. Além disso, elas são facilmente contaminadas por substâncias orgânicas. Portanto, se as resinas aniónicas forem colocadas antes das resinas cátionicas, haverá mais chances de contaminação por substâncias orgânicas, o que reduz ainda mais sua capacidade de troca. Isso é desfavorável para o tratamento da água desmineralizada. 3) Um dos maiores desafios no tratamento da água desmineralizada é a remoção do silicato HSiO3-, que é removido por resinas de troca iônica alcalinas fortes. Mas o grupo silicato HSiO3- existe na forma de sal NaHSiO3 em água alcalina, enquanto em água ácida, o HSiO3- existe na forma de silicato (H2SiO3). A capacidade de troca de íons de álcalis fortes em resinas de troca iônica é muito maior em relação à capacidade de troca de silicatos. Portanto, é melhor realizar a troca em água ácida. A água que sai das colunas de troca de cátions é, justamente, água ácida. Assim, colocar a coluna de troca de ânions após a coluna de troca de cátions é muito vantajoso para remover os grupos silicato da água. 4) A reação de troca das resinas de troca iônica é reversível. Isso é uma reação de íons opostos; portanto, é necessário haver uma forte força de troca para que a troca de íons ocorra de maneira eficiente. As resinas ácidas fortes, com grande capacidade de troca iônica, são colocadas no primeiro estágio. Os H+ trocados se combinam rapidamente com os íons negativos presentes na água, formando ácidos inorgânicos. Em seguida, os OH- trocados pelas resinas aniónicas fazem com que H+ e OH- se combinem para formar água. Dessa forma, o efeito dos íons contrários é eliminado, o que é muito vantajoso para as reações de troca de íons negativos. 5) A água de saída com pH ácido do trocador catiônico pode neutralizar a alcalinidade presente na água (HCO3-). O H2CO3 formado pode ser removido por meio de um descarbonizador. Portanto, o trocador de cátions consegue reduzir a carga do trocador de anióons.

Se a água bruta passar primeiro por um trocador iônico alcalino, então o carbonato de cálcio, o hidróxido de magnésio e o hidróxido de ferro se depositam na superfície da resina, tornando-se difícil removê-los； Se for instalado após um trocador iônico de cátions forte, os cátions que entram no trocador iônico de ânions serão basicamente apenas H+, fazendo com que a solução fique ácida. Isso reduz o efeito dos íons contrários, permitindo que a reação ocorra de maneira mais completa. Por isso, o trocador iônico de cátions geralmente é instalado antes do trocador iônico de ânions.

Se a água bruta passar primeiro por um trocador iônico alcalino, o cálcio carbonato, o magnésio hidróxido e o ferro hidróxido se depositam na superfície da resina, tornando difícil sua remoção； Se for instalado após um trocador iônico de cátions ácido, os cátions que entram no trocador iônico de ânions serão basicamente apenas H+. Assim, a solução fica ácida, o que reduz a ação dos íons contrários, permitindo que a reação ocorra de maneira mais completa. Portanto, os trocadores de cátions são geralmente instalados na frente dos trocadores de ânions.

Se o trocador iônico aniónico estiver na frente, os cátions presentes na água (como Ca2+, Mg2+, etc.) se combinarão com os íons OH-, formando precipitados que obstruirão o equipamento.

1) Quando a resina de troca iônica aniónica perde sua eficiência e precisa ser regenerada, utiliza-se NaOH para isso. Se a coluna aniónica estiver localizada na parte frontal, os íons OH- presentes no agente de regeneração são adsorvidos pela resina aniónica. Durante o funcionamento, esses íons reagem com os cátions presentes na água, como Ca2+, Mg2+ e Fe3+. Como resultado, formam-se precipitados como Ca(OH)2, Mg(OH)2, Fe(OH)3 e Ca(HSiO3)2, que se acumulam na superfície da resina aniónica. Isso obstrui e contamina a resina, impedindo que ela continue a realizar a troca iônica. Além disso, é difícil remover esses precipitados. 2) A capacidade de troca das resinas de troca aniónica é muito menor do que a das resinas de troca cátionica. Além disso, elas são facilmente contaminadas por substâncias orgânicas. Portanto, se as resinas aniónicas forem colocadas antes das resinas cátionicas, haverá mais chances de contaminação por substâncias orgânicas, o que reduz ainda mais sua capacidade de troca. Isso é desfavorável para o tratamento da água desmineralizada. 3) Um dos maiores desafios no tratamento da água desmineralizada é a remoção do silicato HSiO3-, que é removido por resinas de troca iônica alcalinas fortes. Mas o grupo silicato HSiO3- existe na forma de sal NaHSiO3 em água alcalina, enquanto em água ácida, o HSiO3- existe na forma de silicato (H2SiO3). A capacidade de troca de íons de álcalis fortes em resinas de troca iônica é muito maior em relação à capacidade de troca de silicatos. Portanto, é melhor realizar a troca em água ácida. A água que sai das colunas de troca de cátions é, justamente, água ácida. Assim, colocar a coluna de troca de ânions após a coluna de troca de cátions é muito vantajoso para remover os grupos silicato da água. 4) A reação de troca das resinas de troca iônica é reversível. Isso é uma reação de íons opostos; portanto, é necessário haver uma forte força de troca para que a troca de íons ocorra de maneira eficiente. As resinas ânionicas de ácidos fortes, com grande capacidade de troca, são utilizadas no primeiro estágio. Os H+ trocados reagem rapidamente com os íons aniónicos presentes na água, formando ácidos inorgânicos. Em seguida, os OH- trocados pelas resinas ânionicas fazem com que H+ e OH- se combinem para formar água. Isso elimina a influência dos íons contrários, o que é muito vantajoso para as reações de troca de íons aniónicos. 5) A água de saída do trocador catiônico, que é ácida, pode neutralizar a alcalinidade presente na água (HCO3-). O H2CO3 gerado pode ser removido por meio de um descarbonizador. Portanto, o trocador de cátions consegue reduzir a carga do trocador de anióons.

Se a água bruta passar primeiro por um trocador iônico alcalino, então o carbonato de cálcio, o hidróxido de magnésio e o hidróxido de ferro se depositam na superfície da resina, tornando-se difícil removê-los； Se for instalado após um trocador de catiões de ácido forte, então os cátions que entram no trocador de anióons serão basicamente apenas H+. A solução se torna ácida, o que reduz a ação dos íons contrários, permitindo que a reação ocorra de maneira mais completa. Portanto, o trocador de catiões geralmente é instalado antes do trocador de anióons

Se a água bruta passar primeiro por um trocador iônico alcalino, então o carbonato de cálcio, o hidróxido de magnésio e o hidróxido de ferro se depositam na superfície da resina, tornando-se difícil removê-los； Se for instalado após um trocador iônico de cátions forte, os cátions que entram no trocador iônico de ânions serão basicamente apenas H+, fazendo com que a solução fique ácida. Isso reduz o efeito dos íons contrários, permitindo que a reação ocorra de maneira mais completa. Por isso, o trocador iônico de cátions geralmente é instalado antes do trocador iônico de ânions.

Se a água bruta passar primeiro por um trocador iônico alcalino, então o carbonato de cálcio, o hidróxido de magnésio e o hidróxido de ferro se depositam na superfície da resina, tornando-se difícil removê-los； Se for instalado após um trocador iônico de cátions forte, os cátions que entram no trocador iônico de ânions serão basicamente apenas H+, fazendo com que a solução fique ácida. Isso reduz o efeito dos íons contrários, permitindo que a reação ocorra de maneira mais completa. Por isso, o trocador iônico de cátions geralmente é instalado antes do trocador iônico de ânions.

Após a passagem da água pelos cátions, os íons de hidrogênio entram na água, tornando-a ácida, o que facilita a troca de ânions

Quando a resina de troca iônica aniónica se desgasta e precisa ser regenerada, utiliza-se NaOH para isso. Se a coluna aniónica estiver localizada na parte frontal, os íons OH- presentes no agente de regeneração são adsorvidos pela resina aniónica. Durante o funcionamento, esses íons reagem com os cátions presentes na água, como Ca2+, Mg2+ e Fe3+. Como resultado, formam-se precipitados como Ca(OH)2, Mg(OH)2, Fe(OH)3 e Ca(HSiO3)2, que se acumulam na superfície da resina aniónica. Isso obstrui e contamina a resina, impedindo que ela continue a realizar a troca iônica. Além disso, é difícil remover esses precipitados. A capacidade de troca das resinas de troca aniónica é muito menor do que a das resinas de troca cátionica. Além disso, elas são facilmente contaminadas por substâncias orgânicas. Portanto, se as resinas aniónicas forem colocadas antes das resinas cátionicas, haverá mais chances de contaminação por substâncias orgânicas, o que reduz ainda mais sua capacidade de troca. Isso é desfavorável para o tratamento da água desmineralizada.

Quando a resina de troca iônica aniónica se desgasta e precisa ser regenerada, utiliza-se NaOH para isso. Se a coluna aniónica estiver localizada na parte frontal, os íons OH- presentes no agente de regeneração são adsorvidos pela resina aniónica. Durante o funcionamento, esses íons reagem com os cátions presentes na água, como Ca2+, Mg2+ e Fe3+. Como resultado, formam-se precipitados como Ca(OH)2, Mg(OH)2, Fe(OH)3 e Ca(HSiO3)2, que se acumulam na superfície da resina aniónica. Isso obstrui e contamina a resina, impedindo que ela continue a realizar a troca iônica. Além disso, é difícil remover esses precipitados. A capacidade de troca das resinas de troca aniónica é muito menor do que a das resinas de troca cátionica. Além disso, elas são facilmente contaminadas por substâncias orgânicas. Portanto, se as resinas aniónicas forem colocadas antes das resinas cátionicas, haverá mais chances de contaminação por substâncias orgânicas, o que reduz ainda mais sua capacidade de troca. Isso é desfavorável para o tratamento da água desmineralizada.