AGUA POTABLE DEFINICIONES

IONIZACION: DEFINICION, METODOS Y BENEFICIOS.

plantas de tratamiento de aguas
IONIZACION: DEFINICION, MÉTODOS Y BENEFICIOS.

La ionización es el fenómeno físico o químico que permite generar iones, los cuales son átomos o moléculas cargadas eléctricamente. A la especie química que presenta más electrones que el átomo o molécula neutros se le conoce como anión y posee una carga neta negativa, mientras que a la que tiene menos electrones se le conoce como catión y la cual presenta una carga neta positiva.


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Se conoce como ionización al fenómeno físico o químico que permite la generación de iones, los cuales son átomos o moléculas cargadas eléctricamente debido al exceso o falta de electrones respecto a un átomo o molécula neutra.

A la especie química que presenta más electrones que el átomo o molécula neutros se le conoce como anión y posee una carga neta negativa, mientras que a la que tiene menos electrones se le conoce como catión y la cual presenta una carga neta positiva.

Equilibrio Iónico del Agua

  • Potencial de Ionización:

También conocido como energía de Ionización, se define como la energía mínima que requiere el proceso para sacar un electrón de un átomo cuando el mismo se encuentra en estado gaseoso, fundamental y eléctricamente neutro. Como condición general, los átomos que presentan menor potencial de ionización son de carácter metálico, es decir, que pierden electrones, mientras que los átomos que presentan mayor energía de ionización son de carácter no metálico, es decir que ganan electrones durante el proceso.

El potencial de ionización, corresponde a la primera ionización que se realiza durante el proceso, la energía que se requiere para sustraer el segundo electrón presente se conoce como segundo potencial de ionización, el cual siempre es mayor que el primero, debido a que el volumen de un ion positivo es menor que el del átomo que lo contiene y la fuerza electrostática es mayor en el ion positivo que en el átomo, ya que se conserva la misma carga nuclear.

  • Ionización del Agua:

El agua cuando se encuentra en estado puro, posee una reducida capacidad para conducir la electricidad, por lo que se puede clasificar como un electrolito débil.  Esta propiedad se genera por la presencia de iones, en muy bajas concentraciones, que sólo pueden provenir de la ionización de parte de las moléculas de agua.

Durante el proceso de disociación o ionización del agua, algunas moléculas presentes en el recurso actúan como ácidos y otras como bases, causando un intercambio de protones, los cuales según el modelo Brönsted – Lowry, como se muestra a continuación representan el equilibrio iónico del agua:

Modelo de Brönsted – Lowry el cual representa el equilibrio iónico del agua.

Modelo de Brönsted – Lowry el cual representa el equilibrio iónico del agua.

Modelo donde, la proporción de moléculas disociadas que se encuentran presentes en el recurso es muy baja.  Por esta razón, la concentración de H2O se considera constante, con lo cual, se puede aplicar el principio de un sistema en equilibrio heterogéneo, donde el valor Ke depende directamente de las concentraciones de los iones, obteniendo la constante del producto iónico del agua, para una temperatura ambiente de 25°C y la cual se muestra en la siguiente reacción:

Constante del producto iónico del agua a una temperatura promedio de 25°C.

Constante del producto iónico del agua a una temperatura promedio de 25°C.

  • Soluciones Neutras, Básicas y Ácidas:

La constante del producto iónico del agua depende directamente de la concentración tanto de compuestos OH- como de H3O+ presentes en el recurso dado que juegan un papel muy importante en la ionización del agua ya que pueden convertir en ácida, neutra o básica el agua.

Para determinar el tipo de solución que se convierte el recurso, se tienen en cuenta las siguientes consideraciones:

  • Si la concentración de iones H30+ es mayor que la concentración de iones OH- se determina que la solución que presenta el agua es ácida.
  • Cuando la concentración de iones H30+ es menor que la concentración de iones OH- se determina que la solución que presenta el agua es básica.
  • Casos donde las concentraciones de iones H30+ e iones OH- son iguales, se determina que la solución que presenta el agua es neutra.
  • El pH pOH y su importancia en la ionización del Agua:

¿Qué es el pH?

El pH o potencial de hidrógeno, es la medida que permite obtener la acidez presente en una solución acuosa y se determina mediante el cálculo de la concentración de iones H+ y H3O+ presentes en la solución a analizar; se expresa matemáticamente por medio de la siguiente ecuación:

Expresión matemática que permite determinar el potencial de hidrógeno (pH).

Expresión matemática que permite determinar el potencial de hidrógeno (pH).

La escala del pH comprende de los números 1 al 14, donde, 1 indica soluciones muy ácidas y 14 indica soluciones muy básicas o alcalinas.

¿Qué es el pOH?

De la misma forma que se puede expresar el grado de acidez presente en las soluciones acuosas, se puede determinar y expresar el grado de basicidad o alcalinidad presente, a partir del cálculo de la concentración de iones de hidróxido presentes en la solución.  El pOH se expresa matemáticamente por medio de la siguiente ecuación:

Expresión matemática que permite determinar el potencial de hidróxido (pOH).

Expresión matemática que permite determinar el potencial de hidróxido (pOH).

¿Cuál es la importancia de la determinación del pH y el pOH en la ionización del agua?

El proceso de reacción que ocurre en la ionización del agua básicamente es una reacción ácido-base; el agua, según el modelo de Brönsted – Lowry es un elemento anfótero, es decir, que puede actuar como solución ácida y como solución base debido a su capacidad de aceptar y donar protones, pudiendo así, generar reacciones entre ácidos y bases.

La determinación de los índices tanto de pH como de pOH es importante en el proceso de ionización del agua debido a que cuando se realiza el cálculo de la concentración de iones de H3O+ y OH- presentes en el agua se puede establecer el tipo de disolución característica del recurso: Ácida, neutra o básica y el tipo de tratamiento que esta requiere.

La determinación del pH y el pOH en la ionización establece el tipo de disolución presente y el tratamiento que se requiere para limpiar y purificar el recurso.

La determinación del pH y el pOH en la ionización establece el tipo de disolución presente y el tratamiento que se requiere para limpiar y purificar el recurso.

Importancia Del Proceso De Ionización Del Agua

La ionización del agua, es uno de los métodos para el tratamiento de agua potable más utilizados en la actualidad, ya que permite incrementar el índice de pH presente en el recurso con la finalidad de aumentar la alcalinidad del agua para que esta no genere afectaciones en la salud de la población beneficiada de la misma.

  • Métodos de tratamiento de Agua que emplean ionización

Los métodos de tratamiento de agua mediante ionización que se emplean en la actualidad son los siguientes:

Máquinas Ionizadoras de Agua

Las máquinas Ionizadoras de agua son el método más común que se usa para el tratamiento de agua potable y se componen por un mecanismo el cual permite separar el agua del grifo en dos corrientes: alcalina y ácida mediante un proceso conocido como electrólisis.  La máquina ionizadora se conecta a una toma eléctrica y al suministro principal de agua como por ejemplo el grifo de la cocina.

El funcionamiento de este tipo de métodos tiene dos pasos, los cuales serán descritos a continuación:

  • Filtración

El recurso ingresa en el ionizador a través de un orificio de entrada ubicado generalmente en la parte inferior de la unidad para primero ser filtrado con el fin de reducir las concentraciones de contaminantes comunes, tales como partículas, altas concentraciones de cloro, olores extraños y materia orgánica presente en el agua del grifo.

  • Electrolisis

El agua ya filtrada, pasa hacia una cámara de electrólisis que contiene en su interior electrodos o placas de titanio y platino.  Estos electrodos ionizan los minerales solubles presentes en el agua; los iones cargados positivamente se agrupan hacia el electrodo negativo para generar el agua alcalina, también conocida como agua micro estructurada, mientras que los iones que se encuentran cargados negativamente se concentran hacia el electrodo positivo para generar el agua ácida, también conocida como agua oxidada.

Esquema general de funcionamiento de una máquina ionizadora de agua.

Esquema general de funcionamiento de una máquina ionizadora de agua.

Ionización Del Agua Mediante Adición de Gotas de pH

La ionización del agua potable mediante la adición de gotas de pH es el método más rápido y sencillo para obtener pequeñas cantidades de agua alcalina; algunas compañías encargadas del tratamiento de agua manejan este tipo de químicos especiales.

La ionización de agua mediante adición de gotas de pH es el método más rápido y efectivo para generar agua alcalina.

La ionización de agua mediante adición de gotas de pH es el método más rápido y efectivo para generar agua alcalina.

Purificación Del Agua Mediante Filtros Biocerámicos

La mayoría de los filtros biocerámicos vienen en contenedores o jarras, donde se añade el agua y en un determinado intervalo de tiempo esta circula a través del filtro; estos filtros, se encuentran fabricados con materiales especiales tales como arena, arcilla, piedra, entre otros materiales, los cuales permiten por medio de las partículas de magnetita y cobalto presentes en el medio filtrante, adquirir y generar una carga magnética en el interior del recurso a tratar, permitiendo de esta manera, alterar adecuadamente la carga del mismo y transformar el agua potable en agua ionizada.

Los filtros biocerámicos, al usar materiales especiales como arcilla, permiten fácilmente tratar el agua mediante ionización.

Los filtros biocerámicos, al usar materiales especiales como arcilla, permiten fácilmente tratar el agua mediante ionización.

Dispositivos De Ionización Magnética en Tuberías De Agua y Unidades de Ionización

Los dispositivos magnéticos como, por ejemplo, imanes conectados en la tubería de agua a ionizar, son usados para tratar el recurso potable a medida que este circula a través de las tuberías, y de esta manera reducir de manera significativa los efectos nocivos para la salud en escala del agua dura.

Las unidades de ionización, generalmente son tanques permiten tratar hasta un galón de agua potable al mismo tiempo y son empleados en casos donde de requiere una cantidad determinada de agua ionizada mayor a un vaso.

Los dispositivos de ionización magnética tales como imanes o unidades de ionización, permiten tratar cantidades específicas de agua.

Los dispositivos de ionización magnética tales como imanes o unidades de ionización, permiten tratar cantidades específicas de agua.

  • Beneficios Para La Salud Humana:

El agua tratada mediante ionización, se conoce también como agua alcalina, oxigenada, micro – agua, entre otras, la cual presenta múltiples beneficios para el organismo de las personas que la consumen ya que este tipo de agua presenta altas concentraciones de oxígeno, ayuda a neutralizar los radicales libres, así como corrige el balance de ácidos y alcalinos que presenta el organismo, permite hidratar las células y en general, reduce muchos de los síntomas de envejecimiento.

Las aguas alcalinas o ionizadas, cuentan con un pH promedio de 9 por lo cual, funcionan como antiácido, por lo que permiten reducir problemas como el reflujo ácido y ayudan en la neutralización de las condiciones ácidas del cuerpo, previniendo de esta manera enfermedades agudas y crónicas tales como cáncer o enfermedades de tipo patógeno que puedan afectar la salud de los pobladores beneficiados por el consumo del recurso.

El agua ionizada ayuda a prevenir enfermedades que pueden generar riesgos en la salud de las personas beneficiadas del recurso.

El agua ionizada ayuda en la prevención de enfermedades que puedan generar riesgos en la salud de las personas beneficiadas del recurso.

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Sobre el Autor

Fibras y Normas de Colombia S.A.S.

Fibras y Normas de Colombia es una empresa que ha sido fundada desde el 2004 y se ha encargado de suministrar agua potable a todos los rincones del país, con la finalidad de llevar hasta los lugares mas recónditos el beneficio de este magnifico recurso natural. Ademas, enfatizamos las prioridades de las personas y nos involucramos en proyectos educativos para compartir los conocimientos en la ciencia del tratamiento de aguas, para impartir nuevas tecnologías que favorezcan el desarrollo de la omnisciencia.

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