MXPA06014782A

MXPA06014782A - Formulacion y metodo para clorar agua recreacional.

Info

Publication number: MXPA06014782A
Application number: MXPA06014782A
Authority: MX
Inventors: Kurt John Waatti
Original assignee: Morton Inernational Inc
Priority date: 2006-10-24
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2008-10-24
Also published as: AU2006249262A1; CA2570414A1; EP1916225A1; US7399418B2; AU2006249262B2; US20080093305A1; CA2570414C

Abstract

Se describe una composición sólida que comprende: (a) una sal de sodio o potasio de ácido cianúrico y (b) una mezcla de una sal de tetraborato y ácido bórico en cantidades suficientes para producir un pH de 7 a 8. opcionalmente, la composición comprende además cloruro de sodio o cloruro de potasio.

Description

FORMULACION Y MÉTODO PARA CLORAR AGUA RECREACIONAL ANTECEDENTES DE LA INVENCION La presente invención es concerniente en general con una formulación útil en un cuerpo de agua recreacional equipado con un generador de cloro y con un método útil para clorar agua por propósitos recreacionales . Se usan generadores de cloro electrolíticos para producir cloro en forma de hipoclorito a partir de ión cloruro presente en agua recreacional, por ejemplo, agua usada en piscinas, spas (spa: manantial mineral que se considera tiene propiedades medicinales. Lugar que tiene ese manantial. El nombre es de Spa, lugar célebre de este tipo en Bélgica) , tinas calientes, etc., por los propósitos de higiene y oxidación. Para una máxima efectividad y estabilidad del cloro, el pH es mantenido en el intervalo de 7-8. por ejemplo, la patente estadounidense No. 5,478,482 enseña el uso de un sistema regulador del pH de fosfato para obtener el control del pH en un sistema acuoso de agua clorada. Sin embargo, esta referencia no proporciona control de otros problemas encontrados en estos sistemas . El problema tratado por esta invención es proporcionar una formulación mejorada para tratar agua recreacional .

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención es concerniente con una composición sólida que comprende: (a) una sal de potasio o sodio de ácido cianúrico que tiene un pH de 5.8 a 7.3 y (b) una mezcla de sal de tetraborato y ácido bórico en cantidades suficientes para producir un pH de 7 a 8. Opcionalmente, la composición sólida comprende además cloruro de sodio o potasio. La presente invención comprende además un método para proporcionar agua clorada por propósitos recreacionales mediante la adición de sólidos que comprende: (a) una sal de sodio o potasio de ácido cianúrico que tiene un pH de 5.8 a 7.3; (b) una sal de tetraborato y ácido bórico en cantidades suficientes para producir un pH de 7 a 8 y (c) cloruro de sodio o cloruro de potasio; a un cuerpo de agua recreacional equipado con un generador de cloro, seguido por electrólisis del agua tratada para producir cloro.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Todos los porcentajes y proporciones están en peso, a no ser que se indique de otra manera. Las concentraciones en partes por millón ("ppm") son calculadas en una base peso/peso. La composición de esta invención contiene una sal de sodio o potasio de ácido cianúrico. Preferiblemente, la composición es fabricada a partir de sal de sodio o potasio de ácido cianúrico que tiene un pH de 5.8 a 7.3 Esta "sal" es una mezcla producida a partir de neutralización parcial de ácido cianúrico y asi la mezcla contiene algo de ácido cianúrico, también como por lo menos una sal de ácido cianúrico. Preferiblemente, la sal de ácido cianúrico es una sal de sodio. El pH es medido a temperatura ambiente para una solución producida al disolver 0.23 g de la sal de ácido cianúrico en 3 litros de agua desionizada. Preferiblemente, el pH es de 6 a 7.2, más preferiblemente de 6.2 a 7. Se cree que la sal de sodio o potasio contiene una mezcla de ácido cianúrico, cianurato de mono-sodio o mono-potasio, cianurato de di-sodio o di-potasio y cianurato de tri-sodio o tri-potasio, aunque se cree que las cantidades de cianuratos de di- y tri-sodio o potasio son muy pequeñas. Las cantidades relativas variarán un tanto dependiendo del pH . Se cree que la mayoría de la sal de ácido cianúrico es una mezcla de ácido cianúrico y cianurato de mono-sodio o mono-potasio, que comprende por lo menos 95% de la mezcla, en una base anhidra. Sales de sodio de ácido cianúrico útiles en esta invención tienen de 7% de Na, preferiblemente de 7.8% de Na a 9% de Na y más preferiblemente de 8.1% de Na a 8.7% de Na en una base "tal cual" (la sal de sodio es un monohidrato) . Sales de potasio de ácido cianúrico útiles en esta invención tienen comúnmente cantidades de potasio correspondientes al mismo grado de neutralización como aquellas dadas anteriormente para sodio, esto es, de 10.9% de K a 15.5% de K, preferiblemente de 12% de K a 14% de K y más preferiblemente de 12.6% de K a 13.5% de K. El pH de la sal de ácido cianúrico usada en la formulación es extremadamente importante en el control del pH de una solución acuosa de la composición global y para mejorar la velocidad de disolución de la sal de ácido cianúrico. Si el pH de la sal de ácido cianúrico es demasiado alto, se requieren cantidades excesivas de agentes reguladores del pH para controlar el pH de la formulación y la velocidad de disolución de la sal tiende a ser más lenta. Las sales de bajo pH también tienen tiempos de disolución más largos. Cuando la composición de esta invención también contiene cloruro de sodio o potasio, preferiblemente, la cantidad de la sal de ácido cianúrico, como el monohidrato, en la composición es de 1% a 3.5%, más preferiblemente de 1.5% a 3% y más preferiblemente de 2% a 2.8%. Cuando la composición no contiene cloruro de sodio o potasio, preferiblemente, la cantidad es de 20% a 60%, más preferiblemente de 30% a 55% y más preferiblemente de 38% a 50%. En una modalidad de la invención, la sal de sodio o potasio de ácido cianúrico es producida al formar una suspensión acuosa de ácido cianúrico y NaOH o KOH, calentamiento de la solución y luego enfriamiento para precipitar una mezcla de cianurato de sodio o potasio y ácido cianúrico. Preferiblemente, la suspensión es calentada a por lo menos 30°C, más preferiblemente a por lo menos 50°C y más preferiblemente a aproximadamente 60-80°C; preferiblemente la temperatura no es de más de 100°C. Preferiblemente, la suspensión contiene por lo menos 200 g de ácido cinaúrico/litro de agua, más preferiblemente por lo menos 500 g de ácido cianúrico/litro de agua; preferiblemente no hay más de 1000 g de ácido cianúrico/litro de agua. Una sal de tetraborato y ácido bórico están presentes en la composición de eesta invención como un sistema regulador del pH efectivo. Sales de tetraborato apropiadas incluyen, por ejemplo, sodio, potasio, litio y amonio. Tetraborato de sodio y tetraborato de potasio son preferidos y tetraborato de sodio es especialmente preferido. Preferiblemente, las cantidades de sal de tetraborato y ácido bórico en la composición son equilibradas para proporcionar un pH de 7.2 a 7.8 en el agua recreacional , preferiblemente a una concentración en agua de 3000 a 3500 ppm de la formulación, incluyendo cloruro de sodio o potasio. Una forma conveniente y disponible de tetraborato de sodio es tetraborato de sodio pentahidratado . Preferiblemente, la proporción de ácido bórico a tetraborato de sodio pentahidratado es de 1.5:1 a 4:1, más preferiblemente de 2.5:1 a 3:1. Cuando la composición de esta invención también contiene cloruro de sodio o potasio, preferiblemente, la cantidad total del sistema regulador del pH es de 1.5% a 4% de la composición, más preferiblemente de 2% a 3.5% y más preferiblemente de 2.5% a 3.5%. Cuando la composición no contiene cloruro de sodio o potasio, preferiblemente la cantidad de agente regulador del pH es de 30% a 70%, más preferiblemente de 40% a 62% y más preferiblemente de 45% a 62%.

En una modalidad de la invención, un agente quelante de metal está presente en la composición para controlar la incrustación y teñido por iones de metal. Preferiblemente, el agente quelante de metal es un ácido aminocarboxilico quelante. Un ácido aminocarboxilico quelante es un compuesto que tiene un grupo amina y que tiene por lo menos dos grupos ácidos carboxilico que pueden formar enlaces coordinados a un solo átomo de metal. Acidos aminocarboxilicos quelantes preferidos útiles en la presente invención incluyen por ejemplo ácido etilendiamintetraacético (EDTA) , ácido hidroxietilendiamintriacético, ácido nitrilotriacético (NTA) , N-dihidroxietilglicina y etilenbishidroxifenilglicina . Acidos aminocarboxilicos quelantes particularmente preferidos son EDTA y NTA y EDTA es más preferido. Cuando la composición de esta invención también contiene cloruro de sodio o potasio, preferiblemente, la cantidad de agente quelante de metal en la composición es de 0.1% a 0.4%, más preferiblemente de 0.15% a 0.3% y más preferiblemente de 0.2% a 0.25%. Cuando la composición no contiene cloruro de sodio o potasio, preferiblemente la cantidad es de 2% a 8%, más preferiblemente de 3% a 6% y más preferiblemente de 3.5% a 4.5%. En una modalidad de la invención, la composición también contiene cloruro de sodio o cloruro de potasio. Preferiblemente, la cantidad de cloruro de sodio o cloruro de potasio es de 93% a 97%. Más preferiblemente, la cantidad de cloruro de sodio o cloruro de potasio es de 94% a 96% y más preferiblemente de 94% a 95%. Preferiblemente, la composición es agregada a agua en una cantidad de 1000 ppm a 5000 ppm, más preferiblemente de 2000 ppm a 4000 ppm y más preferiblemente de 2600 ppm a 3800 ppm. Preferiblemente, la composición contiene cloruro de sodio. En el método de esta invención, los componentes pueden ser agregados al agua recreacional separadamente o combinados, parcial o completamente, antes de la adición. En una modalidad, se agrega cloruro de sodio o potasio a agua, separadamente de los otros ingredientes, todos los cuales fueron combinados antes de la adición a agua.

Ejemplo 1: Estabilidad de ácido cianúrico/cloruro de sodio contra composición de sal de piscina Diecinueve (19) litros (cinco galones) de agua de piscina equilibrada fueron preparados al agregar las cantidades apropiadas de CaCl2 y NaHCÜ3 a una concentración de 326 mg/1 de calcio y 116 mg/1 de bicarbonato. Para las pruebas, 1000 mi de agua equilibrada se agregan a vasos de precipitados de 2 - 1500 mi. A cada vaso de precipitados se agregan 3.2 g de sal granulada común (sal Morton PUREX®) para dar una concentración de sal de aproximadamente 3,200 ppm. Para el vaso de precipitados de control, 0.06 g de ácido cianúrico fueron disueltos al agua de piscina equilibrada para dar una concentración de aproximadamente 60 mg/1 (ppm) . El pH inicial de 7.16 fue ajustado a 7.5 con NaOH. Para la prueba de sal de piscina, 0.19 g de una premezcla que contiene una mezcla de cianurato de sodio/ácido cianúrico (0.0818 g, 42.48%, pH = 6.62, 8.3% de Na), ácido bórico (0.0734 g, 38.94%), tetraborato de sodio pentahidratado (0.0282 g, 14.51%) y EDTA (0.0087 g, 4.07%) fue agregada al agua {concentraciones para premezcla + cloruro de sodio : cloruro de sodio (94.4%), mezcla de cianurato de sodio/ácido cianúrico (2.38%), ácido bórico (2.18%), tetraborato de sodio pentahidratado (0.81%) y EDTA (0.23%) }. El pH inicial de 7.58 fue ajustado a 7.5 con HC1 diluido. Cada solución fue titulada con NaOH 0.05 N y el pH fue registrado después de cada adición incremental. Las soluciones fueron tituladas con base hasta que el CaC03 comenzó a precipitar y luego se volvieron turbias. Los resultados de esta prueba son mostrados en la tabla 1.

Tabla 1 Curvas de titulación Los resultados demuestran que se requiere casi 3 veces de tanta base para elevar el pH del agua que contiene la composición de esta invención al punto de precipitación de carbonato de calcio. Puesto que el corrimiento del pH (incremento del pH con el tiempo) es muy común en piscinas, estos resultados indican que la adición de la composición de esta invención dará como resultado menos mantenimiento para el propietario u operador de la piscina. Los resultados de prueba sugieren posiblemente una relación sinergistica de los boratos con alcalinidad de carbonato.

Ejemplo 2 : Velocidad de disolución de sales de ácido cianúrico parcialmente neutralizadas Muestras de sales de sodio de ácido cianúrico (0.2 g) fueron colocadas en 3 litros de agua y agitadas con un agitador mecánico a 200 rpm a temperatura ambiente. Se observó y registro el tiempo hasta la disolución completa, también como el pH de la solución final. Los resultados son presentados en la tabla II.

Tabla II *ácido cianúrico, 98% Los datos demuestran sorprendentemente que las sales de cianurato de alto pH, cuyos grupos ácidos son neutralizados más completamente, tienen en general tiempos de disolución más largos que las sales de pH más bajo. El ácido cianúrico mismo, que tiene el pH más bajo, tiene un tiempo de disolución extremadamente largo.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Una composición sólida caracterizada porque comprende : (a) una sal de sodio o potasio de ácido cianúrico que tiene un pH de 5.8 a 7.3 y (b) una sal de tetraborato y ácido bórico en cantidades suficientes para producir un pH de 7 a 8. 2. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además de 92% a 97% de cloruro de sodio o cloruro de potasio. 3. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el ácido bórico y tetraborato de sodio pentahidratado están presentes en una proporción de 1.5:1 a 4:1. 4. La composición de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque comprende además un agente quelante de metal. 5. La composición de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque el agente quelante de metal es ácido etilendiamintetraacético ( EDTA) . 6. La composición de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque una sal de sodio o potasio de ácido cianúrico está presente en una cantidad de 1% a 3.5%. 7. La composición de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque la sal de sodio o potasio de ácido cianúrico es una sal de sodio y tiene un pH de 6 a 7.
2. 8. La composición de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el cloruro de sodio o cloruro de potasio es cloruro de sodio. 9. Un método para proporcionar agua clorada para propósitos recreacionales mediante la adición de sólidos, caracterizado porque comprende: (a) una sal de sodio o potasio de ácido cianúrico que tiene un pH de 5.8 a 7.3; (b) una sal de tetraborato y ácido bórico en cantidades suficientes para producir un pH de 7 a 8 y (c) cloruro de sodio o cloruro de potasio; a un cuerpo de agua recreacional equipado con un generador de cloro, seguido por electrólisis del agua tratada para producir cloro. 10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cloruro de sodio o cloruro de potasio comprende 92% a 97% de los sólidos; ácido bórico y tetraborato de sodio pentahidratado están presentes en los sólidos en una proporción de 1.5:1 a 4:1 y una sal de sodio o potasio de ácido cianúrico comprende de 1% a
3.5% de los sólidos.