A permuta iónica consiste numa troca estequiométrica de um ião por outro, obedecendo a uma relação de equilibrio. | ||
As reacções de permuta iónica
ocorrem nas denominadas Resinas de Permuta Iónica.
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Constituição e principais características: |
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Principal componente: Poliestireno. Esta substância forma uma estrutura reticulada com o divinilbenzeno (DVB), tornando as resinas insolúveis. | ||
Esta matriz polimérica permite também a fixação dos grupos funcionais ácido ou base, fortes ou fracos, que conferem à resina o seu carácter de permutadora de iões. | ||
resina catiónica - permita a permuta de catiões | resina aniónica - permita a permuta de aniões | |
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Devido à sua carga eléctrica, os iões tendem a fazer inchar o polímero.
Isto faz com que a sua porosidade aumente, aumentando assim a capacidade
de transferência de massa (cinética de transferência). Por outro lado, um maior reticulamento da estrutura polimérica impede que o polímero inche demasiado. Assim, quanto maior for a percentagem de DVB menos inchará a resina quando se efectuar a permuta de iões, mas isto fará também com que se obtenham menores taxas de transferência de massa (são habituais percentagens mássicas de DVB entre 8 e 12%, na composição das resinas. |
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Utilizações que envolvem permuta de iões: | ||
- Refinação do açúcar | - Aplicações hidrometalúrgicas | |
- Separações biológicas |
- Produção de
água desionizada
Neste processo, uma coluna com uma resina aniónica, inicialmente saturada com iões hidróxido, e uma resina catiónica, inicialmente saturada com iões H+, permutam com os iões presentes na água. |
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iões monovalentes: [animação >>] | ||
resina aniónica
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resina catiónica
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iões polivalentes: | ||
resina aniónica
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resina catiónica
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O OH- produzido na reacção que ocorre na resina aniónica reage com o H+ produzido na reacção da resina catiónica, originando uma molécula de água. | ||
Utilizações que não envolvem permuta de iões: | ||
- Adsorção | - Catálise (ver experiência 10 - Estudo da Inversão da Sacarose) | |
- Complexação | - Separação por exclusão |