osmosis y osmosis inversa
TRANSCRIPT
Universidad del ZuliaFacultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería CivilCatedra: Química del AguaMaracaibo – Estado Zulia
Integrantes:Barboza Armando – Flores Andreina – Morillo Yrelba
Navarro Yefreide – Pineda Jesús – Tudares Gabriel
OsmosisQuímica de Superficies
y Coloides
ÓSMOSISEs un fenómeno físico relacionado con el
movimiento de un Solvente a través de una Membrana Semipermeable.
sin gasto de energía
Extraer el agua pura del medio ambiente.
ÓSMOSISUna membrana semipermeable es una barrera que sólo
permite pasar a ciertas sustancias y bloquea el paso a todas las demás.
Ejemplo
El agua del suelo pasa por difusión a través de las membranas de las raíces para diluir la alta concentración de sales que normalmente tiene la Salvia de la planta.
ÓSMOSIS INVERSA
Proceso en el cual se fuerza al agua a pasar a través de una membrana Semi-permeable
¿En que Consiste?
ÓSMOSIS INVERSA
Más Rentable
Es la tecnología Que se esta Usando
Como se observa en la gráfica por medio de la ósmosis inversa podemos separar el agua pura de un sin fin de contaminantes e inclusive sales.
ÓSMOSIS INVERSA
Cuadro comparativo de la ósmosis inversa vs. Otros sistemas de filtración de alta tecnología
La química de superficies es una rama especial de la química física
QUÍMICA DE SUPERFICIES Y COLOIDES
Las moléculas de la superficie se encuentran en un ambiente diferente
de las moléculas del interior de la fase.
Se ocupa de los fenómenos que tienen lugar en esta región, y que son de aplicación en la
industria de los catalizadores, detergencia, intercambio de
materia etc.
QUÍMICA DE SUPERFICIES Y COLOIDES
El estudio de las dispersiones submicroscópicas, pero la palabra “coloide” se emplea con frecuencia para incluir
suspensiones groseras, emulsiones, películas, plásticos, etc.
Coloides Partículas, de naturaleza cristalina o no, cuyos diámetros oscilan entre 1 y 100 nm.
Se utiliza para hacer referencia a todo aquel acto que tenga ver con quitar algo de su lugar.
REMOCIÓN
La remoción puede llevarse a cabo respecto de objetos o de elementos así como también de personas de un cargo o de un puesto en el que se encuentran normalmente.
REMOCIÓN DE SÓLIDOS O CRIBADOS
La remoción de los solidos habitualmente se realiza mediante el cribado.
REMOCIÓN DE SÓLIDOS O CRIBADOS
Los solidos que se remueven son de gran tamaño, por ejemplo , botellas , palos, bolsas, llantas etc. Con se evita tener problemas en la planta de tratamiento de
aguas, ya que si no se remueve estos solidos pueden llegar a tapar tuberías o dañar algunos equipos.
REMOCIÓN DE ARENA
Esta etapa (también conocida como escaneo o maceración) típicamente incluyen canal de área
donde la velocidad de las aguas residuales es
cuidadosamente controlada para permitir
que la arena y las piedras de esta tomen partículas,
pero todavía se mantienen la mayoría del material orgánico con el flujo.
Este equipo es llamado colector de arena. La arena y las piedras necesitan ser quitadas a tiempo en el proceso para prevenir daño en las bombas y otros equipos en las etapas restantes del tratamiento.
REMOCIÓN DE ARENA
APLICACIÓN DE LA REMOCIÓNAplicaciones de remoción.
El fósforo es un componente habitual de las aguas naturales, pero también existen fuentes humanas de fosfatos, provenientes de la industria o de las aguas servidas, e incluso de la agricultura. Las cantidades excesivas de fosfatos en aguas naturales llevan a desequilibrios ecológicos por la eutrofización y gran descenso de los niveles de oxígeno, por lo que se encuentra limitada su descarga a dichos cuerpos.
Existen diversos métodos para la remoción de fosfatos que han sido utilizados y optimizados a lo largo de los años, pudiéndose resumir de la siguiente manera:
Eliminación biológica de fósforo / Filtración. Adsorción sobre medios específicos: Hidróxido de Hierro
Granular. Ósmosis Inversa.
PROCESO DE FILTRADO QUÍMICO
La floculación es un proceso químico mediante el cual, con la adición de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado.
PROCESO DE FILTRADO QUÍMICO
PROCESO DE FILTRADO QUÍMICO
ELIMINACIÓN BIOLOGICA DEL FOSFÓRO
La eliminación biológica del fosforo en las aguas residuales es la aplicación mas ampliamente utilizada, ya que implica la
eliminación de fosfatos en los solidos suspendidos.
Orto fosfatos Solubles
Poli Fosfatos Inorgánicos
Fosfatos Orgánicos
Contenido
COAGULACIÓNFenómeno de desestabilización de las partículas coloidales, que puede conseguirse a través de la neutralización de sus
cargas eléctricas con la adición de un coagulante.
APLICACIONES DE LA COAGULACIÓN
Podemos mencionar tres casos:
Las sales de Fe3 como el cloruro de Hierro ya que se puede utilizar en estado solido y disoluciones. Las sales de AL3 como el Sulfato de Aluminio presenta la ventaja de mayor porcentaje en peso de aluminio.
Los Poli- Electrolitos pueden ser naturales o sintéticos y las cantidades a dosificar son mucho menores q para las sales.
TENSIÓN SUPERFICIAL
Es la fuerza que hace la superficie, no es fuerza dividida por el área de la superficie, sino dividida por la longitud del perímetro de esa superficie).
Por ejemplo, Donde F es la fuerza que debe hacerse para "sujetar" una superficie de ancho l. El factor 2 en la ecuación se debe a que una superficie tiene dos "áreas" (una por cada lado de la superficie), por lo que la tensión superficial actúa doblemente la células y los capilares están compuestos por membranas semipermeables que controlan el flujo gracias a la tensión superficial.
TENSIÓN SUPERFICIAL
Algunos valores de la Tensión Superficial son:
LíquidoTemperatura líquido
(ºC)Tensión superficial
(N/m)
Petróleo 0º 0,0289
Mercurio 20º 0,465
Agua 0º 0,0756
20º 0,0727
50º 0,0678
100º 0,0588
TENSIÓN SUPERFICIAL
TENSIÓN SUPERFICIAL
TENSIÓN SUPERFICIAL
INTERCAMBIO IÓNICO
Las reacciones químicas en el suelo ocurren en lasuperficie de las partículas constituyentes.
INTERCAMBIO IÓNICO
INTERCAMBIO IÓNICO
PROCESOS AMBIENTALES DEL INTERCAMBIO IONICO
1. Suavizador de agua (Eliminación de dureza)
2. Descarbonatación (Eliminar bicarbonato)
3. Descationización (Eliminación de todos los cationes)
4.Desmineralización (Eliminación de todos los iones)
5. Lechos mezclados pulidos o mixtos (Nitratos y desmineralización)
6. Eliminación de Nitratos
7. Eliminación de Metales
1. Suavizador de Agua (Eliminación de dureza)
Aquí el ejemplo del calcio:2 R-Na + Ca++ R2-Ca + 2 Na+ R2-Ca + 2 Na+ 2 R-Na + Ca++
La Reacción de Regeneración es:
¿QUE OCURRE EN EL AGUA?
SAC (Na)
Agua Bruta Agua Ablandada
2. DESCARBONATACIÓN (ELIMINACIÓN DE BICARBONATO)
Ejemplo2 R-H + Ca++(HCO3
–)2 R2-Ca + 2 H+ + 2 HCO3–
Después, los cationes de hidrógeno se combinan con los aniones de bicarbonato y producen ácido carbónico y agua:H+ + HCO3
– CO2 + H2O
WAC (H)
Agua Bruta Agua Descarbonatada
¿QUE OCURRE EN EL AGUA?
DEG
Agua Descarbonatada Agua Desalación
UsosLa alcalinización sirve:•En cervecerías•En cartuchos domésticos de agua potable•Para calderas de baja presión•Como primera etapa de una desmineralización
3. Descationización (Eliminación de todos los cationes)
EjemploR-H + Na+ R-Na + H+
La reacción inversa (de regeneración)
R-Na + H+ R-H + Na+
SAC (H) DEG
Agua Bruta Agua Descationizada Descationizada y Desalación
¿QUE OCURRE EN EL AGUA?
4. Desmineralización ( Eliminación de todos los iones)
2 R'H + Ca+ + R2Ca + 2 H+
R'H + Na+ R'Na + H+
De modo parecido, una resina en forma OH– puede eliminar todos los aniones:
R’’OH + Cl– R’’Cl + OH– 2 R’’OH + SO4= R’’2SO4 + 2 OH–
H+ + OH– HOH H2OAl final del Proceso
Usos
Agua para el Laboratorio
Agua para Baterías
Agua de lavado en la producción de semiconductores y otros productos electrónicos
Agua para calderas de alta presión en centrales eléctricas nucleares o térmicas y en otras industrias
5. Lechos mezclados pulidos o mixtos (Nitratos y desmineralización)
Agua pre-desmineralizada
SAC (H) + SBA (OH)
No queda nada
Pulido de agua pre-desmineralizada con
resinas
Pulido de permeado de ósmosis inversa
Pulido de agua de mar destilada
Pulido de condensados de turbina en centrales
eléctricas
Tratamiento de condensados de
proceso en varias industrias
Usos
ELIMINACIÓN DEL NITRATO
Agua Potable
SBA
Ciclo de Cloruro
RSBA-Cl + NO3– RSBA-NO3 + Cl–
¿Qué Ocurre en el Agua?
SBA (Cl)
Agua Bruta Agua des-nitratada
Uso:Principalmente tratamiento
de aguas municipales.
Eliminación de Metales
Agua potable y aguas de desecho.
Resinas quelantes
Eliminación de boro (ácido bórico) en agua potable
Eliminación de nitrato en agua potable Eliminación de perclorato en agua
potable Eliminación de metales pesantes en
vertidos: Cd, Cr, Fe, Hg, Ni, Pb, Zn
Ejemplos
REACCIONES DE INTERCAMBIOCATIÓNICOS
Clasificadas como Ácido
Fuerte o Ácido Débil
Ciclo Ácido R - H + Z - A → R - Z + H - A
Ciclo Sódico R - Na + Z - A → R - Z + Na – A
INTERCAMBIO CATIÓNICO
R: cadena de la resina Z: catión (p. ej.: Ca2+, Mg2+, Na +, K
+, etc.) A: anión (p. ej.: Cl-, SO 4 =, HCO 3 -,
CO 3 =, etc.)
Resinas catiónicas de ácido fuerte. Intercambian iones positivos (cationes)
Funcionan a cualquier pH
Es la destinada a aplicaciones de suavizado de agua.
RESINAS CATIÓNICAS ACIDAS
• Resinas catiónicas de ácidos débiles.• Eliminan los cationes que están asociados con
bicarbonatos
• Tienen menor capacidad de intercambio
• No son funcionales a pH bajos.
Universidad del ZuliaFacultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería CivilCatedra: Química del AguaMaracaibo – Estado Zulia
Integrantes:Barboza Armando – Flores Andreina – Morillo Yrelba
Navarro Yefreide – Pineda Jesús – Tudares Gabriel
OsmosisQuímica de Superficies
y Coloides