Agua desionizada: qué es, propiedades, usos, cómo obtenerla
¿Qué es agua desionizada?
El agua desionizada está libre de iones disueltos; es decir, sin átomos cargados eléctricamente. El agua normalmente tiene muchos iones; los que se eliminan al desionizarla poseen cargas eléctricas positivas o cationes, y negativas o aniones. Entre los iones positivos eliminados al desionizar el agua están sodio, calcio, hierro y cobre.
Entre los aniones extraídos están carbonatos, fluoruros, cloruros y otros. El proceso de desionización tiene lugar al pasar el agua corriente, de manantial o destilada a través de una resina cargada eléctricamente o resina de intercambio iónico. Vale destacar que el agua desionizada no es necesariamente agua pura.
La desionización no elimina partículas orgánicas sin carga (por ejemplo, la mayoría de las bacterias y virus), ni contaminantes orgánicos. El agua desionizada se suele usar en laboratorios donde la presencia de iones disueltos causaría interferencia en los análisis.
Se puede beber, pero no es aconsejable hacerlo regularmente. Por una parte, debido a que su sabor y sensación en boca no son del todo agradables; por otra parte, porque carece de minerales. El calcio y magnesio que normalmente se encuentran en el agua, tienen efectos beneficiosos para la salud.
Propiedades del agua desionizada
El agua desionizada o agua DI es reactiva, por lo que sus propiedades comienzan a cambiar tan pronto como se expone al aire. El agua desionizada tiene un pH de 7 al salir del intercambiador iónico.
Sin embargo, al entrar en contacto con el dióxido de carbono del aire, el CO2 disuelto reacciona para producir H(+) y HCO3(-), llevando el agua hacia la acidificació con un pH cercano a 5,6.
Este descenso en el pH la hace corrosiva, por lo que su uso es inconveniente si entra en contacto con metales por largo tiempo.
Tiene una muy baja conductividad. La conductividad o conductancia específica de una sustancia está relacionada con la cantidad de sólidos totales disueltos (STD). Este parámetro es una medida de la capacidad de conducir la electricidad de una solución electrolítica.
En un proceso de desionización, la calidad del agua expresada con este parámetro es de 5,5 μS/m (micro Siemens por metro).
En el agua potable oscila entre 5 a 50 mS/m, el agua de mar tiene una conductancia específica de 5 S/m, aproximadamente un millón de veces mas que la del agua deionizada. El agua desionizada a menudo es sinónimo de agua desmineralizada, agua DM.
Usos/aplicaciones
Se emplea cuando el agua potable y el agua destilada pueden afectar negativamente el uso, ya sea mecánico o biológico que se le pretenda dar. En general, se trata de situaciones en las que se necesita la menor presencia posible de sales disueltas en el agua.
Sistemas de enfriamiento
Debido a su baja conductividad eléctrica, el agua desionizada es un buen refrigerante para equipos como los láseres de alta potencia.
Evita su sobrecalentamiento y se usa en otros dispositivos médicos para ayudar a controlar un cierto nivel de temperatura. Su uso evita posibles obstrucciones debido a la formación de depósitos de minerales.
Pruebas de laboratorio
Se emplea en preparación de solventes en laboratorios químicos. El uso de agua ordinaria puede hacer que los resultados sean errados debido a los contaminantes presentes. El agua desionizada también se usa para limpiar material de laboratorio.
Maquinaria industrial
La limpieza regular de la maquinaria industrial es parte del mantenimiento básico para conservar su vida útil. El uso de agua desionizada frena la formación de depósitos de las sales presentes en el agua, reduciendo la corrosión.
Motores de automóvil
El agua desionizada es ampliamente utilizado como la mejor alternativa para aumentar la vida útil de las baterías de ácido-plomo, así como el sistema de refrigeración del motor.
Las impurezas que se encuentran en el agua normal reducen significativamente la duración de las baterías e inducen la corrosión en el motor. Además, el agua desionizada sirve para diluir el anticongelante concentrado.
Extintores
El agua no es la sustancia más indicada para apagar incendios que surjan alrededor de equipos eléctricos. Debido a su baja conductividad eléctrica, el agua desionizada apagará el incendio y no causará tanto daño el equipo como lo haría el agua normal.
Acuarios
El agua regular puede contener tantas impurezas que hacen posible el desarrollo de algas indeseables en los estanques de peces. Por ello suele preferirse el uso de agua desionizad; su calidad también puede contribuir con la salud general del pez.
Limpieza
Es conveniente en el lavado de los cristales de las ventanas u otro tipo de cristales. El agua desionizada usada al momento del enjuague previene la aparición de manchas al secarse, debido al depósito de sales.
También es útil en los limpiadores a presión para coches y edificios debido a la ausencia de depósitos de minerales al efectuar la limpieza.
¿Cómo obtenerla?
El agua que se desea desionizar se hace pasar por un lecho de resinas de intercambio iónico; los iones contenidos en el agua son adsorbidos sobre esta resina. Las resinas están hechas de material sintético, en general son esferas de polímeros sobre las que se ha fijado permanentemente un ion.
Este ion, que está fijo en la resina, no puede eliminarse ni reemplazarse, ya que es parte de la estructura. Para preservar la neutralidad eléctrica propia de la resina, dichos iones fijos se encuentran neutralizados por un ion que cuenta con una carga contraria. Ese ion tiene la capacidad de salir o ingresar a la resina.
Al pasar el agua por la resina ocurre el intercambio iónico. Durante este, los iones móviles son sustituidos por una cantidad equivalente de iones con la misma polaridad provenientes del agua. Es decir, se intercambian iones del mismo signo.
Los iones hidronio H3O(+) se cambian por los cationes que están en el agua y los iones hidroxilo OH(-) por los aniones disueltos en esta.
Así, todos los iones presentes en el agua se quedan en la resina, y los iones hidronio e hidroxilo intercambiados se combinan para formar agua desionizada.
Tipos de resinas
Las resinas se clasifican en dos categorías según la naturaleza de los iones que van a intercambiarse. Si se trata de intercambio de cationes, se habla de resinas catiónicas; si son aniones los que van a permutarse, se llama resina aniónica.
No se puede producir una resina que intercambie cationes y aniones, ya que los cationes permanentes ubicados en la resina anularían los aniones permanentes y no sería posible el intercambio con el exterior.
Por lo tanto, las resinas de intercambio catiónico y las resinas de intercambio aniónico deben fabricarse y funcionar separadamente.