A água contém íons que estão dissolvidos sob a forma de cátions e ânions. Muitas vezes, estes elementos são benéficos, como no caso dos sais minerais presentes na água potável, que precisamos repor quando os perdemos ao suar.
Porém, estes sais apresentam muitos problemas quando a água é utilizada na indústria, principalmente quando é necessário transformá-la em vapor. Uma das técnicas mais utilizadas na indústria para remover estes íons são as resinas de troca iônica.
As resinas são partículas esféricas de plástico do tamanho de um grão de areia, que no seu exterior recebe uma aplicação de ativação através de uma reação de reticulação polimérica (crosslink). Isto faz com que a resina fique altamente ávida por cargas elétricas. As resinas que são carregadas com íons negativos são chamadas resinas catiônicas (pois capturam os cátions) e as resinas com carga positiva são chamadas resinas aniônicas (pois capturam os ânions).
O processo de desmineralização utilizando resinas é feito com vasos que se parecem com filtros de areia, onde a água passa pelo leito e os íons vão sendo capturados. Os cátions são removidos no leito catiônico, e os ânions no leito aniônico. Podendo haver ainda um leito misto, com resinas catiônicas e aniônicas, com o objetivo de polimento final, capturando íons não removidos nos leitos anteriores.
Quando a resina fica completamente carregada de íons, ela precisa ser regenerada. É então que uma solução concentrada passa pelo leito, removendo os sais capturados.
Além da divisão entre resinas catiônicas e aniônicas, há uma outra categoria que as classifica: fortes ou fracas.
Nas inúmeras aplicações que surgiram para as resinas, se fez necessária a elaboração de resinas com diferentes forças de atração iônicas. Mas então, qual é a diferença?
As resinas fortes conseguem atrair tanto íons monovalentes (Na+, K+, Cl-, F-) como bi ou trivalentes (Ca+2, Mg+2, HCO3-2, SO4-2…). As resinas fracas, conseguem somente reter os íons bivalentes, pois os monovalentes possuem uma força de atração menor e acabam passando pela resina.
Outra diferença é no regenerante. As resinas fortes conseguem se regenerar com solução salina (salmoura - NaCl, por exemplo), ou ácido e base fortes (HCl, H2SO4, NaOH), dependendo da aplicação. As resinas fracas apenas conseguem se regenerar com ácido e base fortes. Algumas aplicações:
Resinas fortes:
- Os abrandadores (leitos para remoção da dureza).
- Unidades convencionais de desmineralização de água.
Resinas fracas:
- Remoção de alcalinidade.
- Misturada com resina forte em aplicações específicas
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