Zanimivo

Kako deluje povratna osmoza

Kako deluje povratna osmoza

Reverzna osmoza ali RO je filtracijska metoda, ki se uporablja za odstranjevanje ionov in molekul iz raztopine, tako da pritiskamo na raztopino na eni strani polprepustne ali selektivne membrane. Velike molekule (topljene) ne morejo prečkati membrane, zato ostanejo na eni strani. Voda (topilo) lahko prečka membrano. Rezultat tega je, da molekule topljene postanejo bolj koncentrirane na eni strani membrane, medtem ko nasprotna stran postane bolj redčena.

Kako deluje povratna osmoza

Da bi razumeli povratno osmozo, pomaga najprej razumeti, kako se masa prevaža s pomočjo difuzije in redne osmoze. Difuzija je gibanje molekul iz območja večje koncentracije v območje z nižjo koncentracijo. Osmoza je poseben primer difuzije, pri kateri so molekule vode in koncentracijski gradient nastane čez polprepustno membrano. Polprepustna membrana omogoča prehod vode, vendar ne (npr. Na+, Ca2+, Cl-) ali večje molekule (npr. glukoza, sečnina, bakterije). Difuzija in osmoza sta termodinamično ugodna in se bosta nadaljevala, dokler ne bo doseženo ravnovesje. Osmozo lahko upočasnimo, ustavimo ali celo razveljavimo, če na membrano pritisnemo s koncentrirane strani membrane dovolj pritiska.

Povratna osmoza se pojavi, ko se voda premika po membrani glede na koncentracijski gradient, od nižje koncentracije do višje koncentracije. Za ponazoritev si predstavljajte polpropustno membrano s sladko vodo na eni strani in koncentrirano vodno raztopino na drugi strani. Če pride do normalne osmoze, bo sladka voda prešla membrano, da bo koncentrirana raztopina razredčila. Pri obratni osmozi se s koncentrirano raztopino izvaja pritisk na stran, da se molekule vode skozi membrano potisnejo na stran s sladko vodo.

Obstajajo različne velikosti pora membran, ki se uporabljajo za reverzno osmozo. Medtem ko majhna velikost por naredi boljše delo filtracije, traja dlje časa premikanje vode. To je nekako tako, kot da bi poskusili naliti vodo skozi cedilo (velike luknje ali pore) v primerjavi s poskusom, da ga natočite skozi papirnato brisačo (manjše luknje). Vendar pa je obratna osmoza drugačna od preproste membranske filtracije, ker vključuje difuzijo in nanjo vplivata pretok in pritisk.

Uporaba povratne osmoze

Povratna osmoza se pogosto uporablja pri komercialni in stanovanjski filtraciji vode. To je tudi ena od metod, ki se uporabljajo za razsoljevanje morske vode. Povratna osmoza ne zmanjšuje le soli, ampak lahko tudi filtrira kovine, organske onesnaževalce in patogene. Včasih se reverzna osmoza uporablja za čiščenje tekočin, v katerih je voda nezaželena nečistoča. Reverzno osmozo lahko na primer uporabimo za čiščenje etanola ali zrnatega alkohola, da povečamo njegovo dokazovanje.

Zgodovina povratne osmoze

Povratna osmoza ni nova tehnika čiščenja. Prve primere osmoze skozi polprepustne membrane je Jean-Antoine Nollet opisal leta 1748. Medtem ko je bil postopek znan v laboratorijih, ga za razsoljevanje morske vode niso uporabljali do leta 1950 na kalifornijski univerzi v Los Angelesu. Več raziskovalcev je izpopolnilo metode uporabe povratne osmoze za čiščenje vode, vendar je bil postopek tako počasen, da v komercialnem obsegu ni bil praktičen. Novi polimeri omogočajo izdelavo učinkovitejših membran. Na začetku 21. stoletja so naprave za razsoljevanje postale sposobne za razsoljevanje vode s hitrostjo 15 milijonov galonov na dan, približno 15.000 obratov pa je že obratovalo ali načrtovalo.


Video, Sitemap-Video, Sitemap-Videos