IONIZACION: DEFINICIÓN, NIVEL DE PH Y POH. MÉTODOS Y BENEFICIOS.

Se conoce como ionización al fenómeno físico o químico que permite la generación de iones. Los iones vienen átomos neutros, sin carga eléctrica, que ganaron o perdieron electrones y tuvieron cambios en sus cargas eléctricas netas.

El ion que cuenta con una sobrecarga de electrones se conoce como anión. El ion que cuenta con una falta de electrones en base al átomo neutro se conoce como catión.

Equilibrio Iónico del Agua

Potencial de Ionización:

El equilibrio iónico del agua es la energía mínima que se requiere para obtener 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, perdiendo una pequeña cantidad de electrones, son de carácter metálico. Mientras que los átomos que presentan mayor energía de ionización, ganando un mayor número de electrones, son de carácter no metálico.

El potencial de ionización se puede caracterizar en dos. La energía para extraer el primer electrón se denomina el primer potencial de ionización. La energía necesaria para realizar este proceso por segunda vez se conoce como segundo potencial de ionización. Tras la primera ionización se genera un ion positivo o catión, generalmente este ion positivo tiene un menor volumen y fuerzas electroestáticas mayores; esto genera que el obtener un segundo electrón del átomo demande más energía.

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 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. 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:

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. Estos juegan un papel muy importante en la ionización del agua ya que la pueden convertir en ácida, neutra o básica.

Para determinar el tipo de solución en la 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 y el pOH. La 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:

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:

¿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. Según el modelo de Brönsted – Lowry, el agua 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 ácidsos y bases.

Es importante la determinación de los índices tanto de pH como de pOH en el proceso de ionización del agua. Esto se debe 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.

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Importancia Del Proceso De Ionización Del Agua

La ionización del agua, es un métodos para el tratamiento del agua potable que permite incrementar el índice de pH presente en el recurso con la finalidad de aumentar la alcalinidad del agua. Todo con el fin de no generar 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.

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.

Electrólisis

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. De esta forma, logramos obtener 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.

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 que permiten tratar hasta un galón de agua potable al mismo tiempo y son empleados en casos donde se requiere una cantidad determinada de agua ionizada mayor a un vaso.

Beneficios Para La Salud Humana:

El agua tratada mediante ionización, se conoce también como agua alcalina, oxigenada, micro – agua, entre otras; presenta múltiples beneficios para el organismo de las personas que la consumen. 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, permitiendo 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 en la prevención de enfermedades que puedan generar riesgos en la salud de las personas beneficiadas del recurso.