COMO PURIFICAR EL AGUA | Monografías, Ensayos de Ciencia de materiales

Materiales para Filtración y Purificación de Agua:

1. Carbón Activado

Función: Elimina cloro, pesticidas, compuestos orgánicos volátiles (COVs), y mejora el

sabor y el olor del agua.

Ideal para: Filtración en puntos de uso, como grifos y dispensadores de agua potable.

Estructura Atómica y Tipo de Enlace: El carbón activado está compuesto

principalmente por átomos de carbono dispuestos en una estructura amorfa, con

algunos átomos en una estructura grafítica de carbono (enlaces covalentes C-C).

Estructura Cristalina/Amorfa: Aunque presenta regiones cristalinas de grafito, su

estructura es predominantemente amorfa, lo que le proporciona una alta porosidad.

Comportamiento: La alta área superficial y la porosidad del carbón activado permiten

la adsorción de compuestos orgánicos, cloro, y ciertos metales pesados. La estructura

amorfa con poros de diversos tamaños facilita la retención de contaminantes a nivel

molecular.

2. Zeolitas

Función: Las zeolitas pueden adsorber iones metálicos tóxicos, como plomo (Pb²⁺),

cadmio (Cd²⁺), y amonio (NH₄⁺) del agua, ayudando a purificar aguas contaminadas y

tratar aguas residuales.

Aplicación: Se emplean en plantas de tratamiento de aguas residuales, en acuarios, y

en sistemas de gestión de aguas industriales para reducir la carga de contaminantes.

Estructura Atómica y Tipo de Enlace: Las zeolitas son aluminosilicatos con una

estructura cristalina tridimensional formada por tetraedros de SiO₄ y AlO₄, unidos por

átomos de oxígeno. Los enlaces entre átomos son covalentes dentro de los tetraedros,

y los canales internos permiten el intercambio iónico.

Estructura Cristalina: Tienen una estructura cristalina porosa con canales y cavidades

regulares, que permiten el intercambio de iones y la adsorción selectiva de moléculas.

Comportamiento: Su estructura porosa y capacidad de intercambio iónico permiten la

remoción de iones específicos como amonio, metales pesados y otros contaminantes

del agua. Las cavidades internas actúan como "trampas" para ciertas moléculas,

mejorando la pureza del agua.

3. Membranas de Osmosis Inversa

Función: Elimina hasta el 99% de contaminantes, incluyendo sales disueltas, metales

pesados (plomo, mercurio), y microorganismos (bacterias, virus).

Ideal para: Agua potable de alta pureza en la cocina

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Materiales para Filtración y Purificación de Agua:

1. Carbón Activado

 Función: Elimina cloro, pesticidas, compuestos orgánicos volátiles (COVs), y mejora el sabor y el olor del agua.  Ideal para: Filtración en puntos de uso, como grifos y dispensadores de agua potable.  Estructura Atómica y Tipo de Enlace: El carbón activado está compuesto principalmente por átomos de carbono dispuestos en una estructura amorfa, con algunos átomos en una estructura grafítica de carbono (enlaces covalentes C-C).  Estructura Cristalina/Amorfa: Aunque presenta regiones cristalinas de grafito, su estructura es predominantemente amorfa, lo que le proporciona una alta porosidad.  Comportamiento: La alta área superficial y la porosidad del carbón activado permiten la adsorción de compuestos orgánicos, cloro, y ciertos metales pesados. La estructura amorfa con poros de diversos tamaños facilita la retención de contaminantes a nivel molecular.

2. Zeolitas

 Función : Las zeolitas pueden adsorber iones metálicos tóxicos, como plomo (Pb²⁺), cadmio (Cd²⁺), y amonio (NH₄⁺) del agua, ayudando a purificar aguas contaminadas y tratar aguas residuales.  Aplicación: Se emplean en plantas de tratamiento de aguas residuales, en acuarios, y en sistemas de gestión de aguas industriales para reducir la carga de contaminantes.  Estructura Atómica y Tipo de Enlace: Las zeolitas son aluminosilicatos con una estructura cristalina tridimensional formada por tetraedros de SiO₄ y AlO₄, unidos por átomos de oxígeno. Los enlaces entre átomos son covalentes dentro de los tetraedros, y los canales internos permiten el intercambio iónico.  Estructura Cristalina: Tienen una estructura cristalina porosa con canales y cavidades regulares, que permiten el intercambio de iones y la adsorción selectiva de moléculas.  Comportamiento: Su estructura porosa y capacidad de intercambio iónico permiten la remoción de iones específicos como amonio, metales pesados y otros contaminantes del agua. Las cavidades internas actúan como "trampas" para ciertas moléculas, mejorando la pureza del agua.

3. Membranas de Osmosis Inversa

 Función: Elimina hasta el 99% de contaminantes, incluyendo sales disueltas, metales pesados (plomo, mercurio), y microorganismos (bacterias, virus).  Ideal para: Agua potable de alta pureza en la cocina

 Estructura Atómica y Tipo de Enlace: Las membranas de osmosis inversa están hechas generalmente de polímeros como el poliamida o acetato de celulosa, con enlaces covalentes entre los átomos en la cadena polimérica.  Estructura Cristalina/Amorfa: Estas membranas tienen una estructura amorfa densa que permite el paso de moléculas pequeñas (como el agua) pero bloquea otras más grandes y iones.  Comportamiento: La estructura densa y amorfa de la membrana actúa como una barrera que filtra moléculas de agua mientras retiene sales disueltas, metales pesados, y microorganismos. El pequeño tamaño de los poros (a nivel nanométrico) es clave para este proceso.

4. Resinas de Intercambio Iónico

 Función: Remueven dureza del agua (calcio y magnesio) para prevenir la acumulación de sarro y mejorar la eficiencia del detergente.  Ideal para: Prolongar la vida útil de la lavadora y mejorar el lavado de la ropa  Estructura Atómica y Tipo de Enlace: Las resinas de intercambio iónico son polímeros orgánicos con grupos funcionales cargados, unidos a la matriz del polímero por enlaces covalentes.  Estructura Cristalina/Amorfa: Generalmente son materiales amorfos con grupos funcionales distribuidos a lo largo de la estructura polimérica.  Comportamiento: Los grupos funcionales de las resinas intercambian iones no deseados del agua (como Ca²⁺ y Mg²⁺) por iones benignos (como Na⁺ o H⁺). Esta capacidad se deriva de la afinidad química de los grupos funcionales para intercambiar iones de manera selectiva.

5. Nanotubos de Carbono

 Funcion: pueden ser utilizados para fabricar filtros que eliminan contaminantes orgánicos, metales pesados, y microorganismos del agua. Su estructura tubular y gran área superficial les permiten adsorber eficientemente contaminantes a nivel molecular. También pueden ser utilizados en filtros de aire para capturar partículas y gases tóxicos  Estructura Atómica y Tipo de Enlace: Los nanotubos de carbono están formados por átomos de carbono en una estructura tubular, con enlaces covalentes C-C en un arreglo hexagonal similar al grafeno (es un material transparente y absorbe muy poca luz).  Estructura Cristalina: Los nanotubos tienen una estructura cristalina tubular con diámetros a escala nanométrica.  Comportamiento: Gracias a su alta área superficial y estructura tubular, los nanotubos de carbono pueden adsorber contaminantes orgánicos y algunos metales pesados. Además, su estructura tubular permite la filtración a nivel nanométrico, lo que puede ayudar en la eliminación de microorganismos y compuestos químicos.

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1. Carbón Activado

2. Zeolitas

3. Membranas de Osmosis Inversa

4. Resinas de Intercambio Iónico

5. Nanotubos de Carbono

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