Procese de tratare a apei

Sarurile care se gasesc dizolvate in apa folosita in industrie sunt nedorite deoarece unele contribuie la formarea depunerilor pe suprafetele metalice cu care vine in contact, iar altele au actiune coroziva.

Procesul de eliminare a tuturor cationilor si anionilor din apa se numeste demineralizare.

Procesul prin care se indeparteaza numai ionii de calciu ii magneziu (ioni care confera apei duritate), poarta numele de dedurizare.

Demineralizarea si dedurizarea se pot efectua printr-un procedeu fizico-chimic, utilizand schimbatori de ioni.

Schimbatorii de ioni sunt compusi macromoleculari naturali sau sintetici, care contin grupe active cu ioni mobili, acesti ioni putand fi schimbati cu ioni din apa care au sarcina de acelasi semn. Schimbatorii de cationi se numesc cationiti iar cei de anioni se numesc anioniti.

Aceste substante se pot reprezenta prin formule generale de tipul:

HR: (H+R-) - cationit

ROH ; (R+OH-) - anionit

unde: R-si R+ sunt macroanionul, respectiv macrocationul.

Demineralizarea apei cu schimbatori de ioni

Demineralizarea se realizeaza trecand apa, succesiv, printr-o coloana care contine anionit RHO puternic bazic. La titrarea apei cu cationit (HR) ionii pozitivi din apa sunt retinuti pe cationit, iar ionii H+ ai acestuia trec in apa:

2HR+Ca(HCO3)2-> CaR2 + 2HCO3

2HR+Mg(HCO3)2-> MgR2 + 2HCO3

Tratand apoi apa cu un anionit de tip ROH se produce schimbul de anioni potrivit ecuatiei:

ROH+HX-> RX + H2O

Apa demineralizata este o apa cu puritate crescuta.

Verificarea demineralizarii

Pentru a controla daca operatia de demineralizare este bine facuta se folosesc reactivi pentru identificarea unor cationi si a unor anioni care au existat in apa dura.

Identificarea Ca2+

Intr-o eprubeta se introduc 1-2ml apa dura, iar in alta eprubeta 1-2ml apa demineralizata. In ambele eprubete se adauga solutie de oxalat de amoniu si se agita. Aparitia unui precipitat in eprubeta cu apa se explica prin reactia ionilor de calciu Ca2+ din apa cu oxalat de amoniu si formarea precipitatului de oxalat de calciu. Lipsa precipitatului de oxalat de calciu in eprubeta cu apa demineralizata arata ca ionii Ca2+ au fost eliminati.

Identificarea anionului SO4-2

Intr-o eprubeta se introduc 1-2ml din proba de apa supusa demineralizarii apa (presupusa dura), iar in alta eprubeta 1-2ml de apa demineralizata si se adauga apoi cateva picaturi de clorura de bariu in ambele eprubete. Aparitia unui precipitat alb se explica prezenta ionilor SO4-2 care reactioneaza cu BaCl2 formand precipitatul de sulfat de bariu:

BaCl2 (aq)+CaSO4 (aq) -> BaSO4 (s)? + CaCl2 (aq)

In cazul cand demineralizarea apei este bine efectuata nu va aparea precipitatul de BaSO4.

Dedurizarea apei

Dedurizarea apei, adica eliminarea ionilor Ca2+ si Mg2+ se face trecand proba de cercetare peste coloana umpluta cu cationit de tip HR sau NaR. Schimbul ionic are loc potrivit ecuatiilor:

2HR + CaCl2-> CaR2 + 2HCl

2NaR + MgSO4-> 2MgR2 + Na2SO4

Pentru a controla dedurizarea se procedeaza la fel ca si in cazul demineralizarii apei, identificand ionul Ca2+ cu ajutorul oxalatului de amoniu.

Demineralizarea apei prin schimb ionic