Elektrodialisis bagaimana pekerjaan, kelebihan, kerugian, penggunaan

Itu Elektrodialisis Ini adalah gerakan ion melalui membran semipermeabel, didorong oleh perbedaan potensial listrik. Membran yang digunakan dalam elektrodialisis memiliki sifat menjadi penukar ion untuk kation atau untuk anion.

Membran pertukaran kation memiliki beban negatif: mereka membiarkan kation lulus dan mengusir anion. Sementara itu, membran pertukaran anionik memiliki muatan positif: mereka membiarkan anion dan mengusir kation.

Skema paket lima sel elektrodialisis. Sumber: CommonShelper2 via Wikipedia.

Kamera atau sel elektrodialisis diatur dalam paket dengan beberapa anion dan membran pertukaran kationik, yang bergantian satu sama lain. Membran pertukaran anionik dan kationik membatasi ruang di mana proses pengenceran dan konsentrasi cairan dilakukan.

Gaya pendorong aliran ionik yang melintasi membran sel elektrodialisis adalah perbedaan potensial listrik antara katoda dan anoda.

Sementara itu, dalam osmosis terbalik aliran air dari kompartemen dengan osmolaritas terbesar ke kompartemen osmolaritas yang lebih rendah disebabkan oleh peningkatan tekanan hidrostatik, yang disebabkan oleh aksi pompa.

[TOC]

Bagaimana cara kerja dalam pengenceran air?

Deskripsi paket lima sel elektrodialisis

Dalam skema yang ditunjukkan (gambar superior) lokasi enam membran pertukaran ion ditunjukkan: tiga pertukaran kation dan tiga pertukaran anion, yang saling diselingi satu sama lain. Membran ini membatasi lima kompartemen di mana cairan yang terlibat dalam elektrodialisis bersirkulasi (lihat panah merah dan kebiruan).

Membran pertukaran anionik dimuat secara positif, muncul dalam skema warna biru. Ini membiarkan anion melewati dan mengusir kation untuk tolakan elektrostatik.

Membran pertukaran kation, sementara, memiliki beban negatif, menunjukkan dalam skema hijau. Mereka dilintasi oleh kation, namun mengusir anion.

Itu dapat melayani Anda: Tes: Karakteristik, Jenis, Contoh Penggunaan

Kedua jenis selaputnya tahan air hingga air. Skema ini menunjukkan dua ruang di mana pengenceran kadar garam air terjadi. Dalam skema, aliran masuk berair masuk dan keluar dari ruang -ruang ini ditunjukkan dengan warna biru, diidentifikasi sebagai arus D.

Sementara itu, ada tiga ruang di mana air bersirkulasi dengan kandungan garam tinggi, diidentifikasi merah. Penghasilan dan aliran keluar ke kompartemen ini ditunjukkan dalam skema sebagai saat ini.

Demikian juga, kompartemen anoda (+) dan katoda (-) ditunjukkan dalam skema, yang melaluinya arus dan.

Operasi elektrodialisis

Kation tertarik dengan beban katoda (-), saat mengusir anoda (+). Anion tertarik dengan beban anoda (+) dan ditolak oleh beban katoda (-).

Pengamatan, misalnya, sel tiga, empat dan lima, menunjukkan yang berikut: dalam sel tiga dan lima bersirkulasi cairan terkonsentrasi, sedangkan dalam sel empat cairan bersirkulasi.

Ion Cl^- kompartemen empat tertarik pada beban anoda dan melintasi membran pertukaran anionik yang memisahkannya dari kompartemen lima.

Sementara itu, ion na⁺ kompartemen lima ditolak oleh beban positif anoda, tetapi tidak dapat memasukkan kompartemen empat. Ini karena membran yang memisahkan kompartemen empat dan lima adalah pertukaran anionik, sehingga mengusir kation.

Di sisi lain, NA⁺ kompartemen empat ditolak oleh anoda (+) dan melintasi membran pertukaran kation (-) yang memisahkannya dari kompartemen tiga.

Singkatnya: Konsentrasi NA⁺ dan Cl^- Empat kompartemen cenderung berkurang. Kemudian, konsentrasi salin berkurang dalam kompartemen pengenceran dan peningkatan kompartemen konsentrasi.

Itu dapat melayani Anda: kimia terapan: objek studi, cabang, pentingnya, contoh

Keuntungan dan kerugian

Keuntungan

-Elektrodialisis adalah operasi yang sederhana dan berkelanjutan.

-Perawatan kimia tidak diperlukan untuk meregenerasi membran pertukaran.

-Ada biaya operasi dan pemeliharaan yang rendah, membutuhkan sedikit ruang untuk operasinya.

Kerugian

-Partikel dengan diameter lebih besar dari 1 μm dapat menghalangi membran pertukaran ion.

-Tidak disarankan untuk menggunakan air dengan kekerasan lebih besar dari 1, karena kalsium karbonat menciptakan kerak dalam sel konsentrat.

-Membutuhkan pengobatan eliminasi karbon dioksida (CO₂), karena ini saat dipisahkan dapat memodifikasi konduktivitas air.

Perbedaan antara dialisis dan elektrodialisis

Dialisis adalah aliran air melalui membran semipermeabel dari kompartemen osmolaritas yang lebih kecil ke kompartemen osmolaritas yang lebih besar. Kompartemen dengan lebih sedikit osmolaritas memiliki konsentrasi molekul air yang lebih besar.

Untuk alasan ini, aliran air, mendukung gradien konsentrasinya, dari kompartemen dengan lebih sedikit osmolaritas ke kompartemen dengan osmolaritas yang lebih besar.

Elektrodialisis, di sisi lain, adalah aliran ion melalui membran pertukaran ion yang memungkinkan atau tidak diteruskan ke ion, tergantung pada muatan listriknya. Kekuatan pendorong gerakan ion adalah perbedaan dalam potensi listrik.

Tidak seperti dialisis, dalam elektrodialisis tidak ada aliran air melalui membran dan hanya ada aliran ion.

Aplikasi Elektrodialisis

Demineralisasi air

Ada tanaman elektrodialisis yang memproses air dengan garam tinggi untuk menghasilkan air minum. Elektrodialisis juga digunakan untuk memproses air limbah dari penggunaan domestik dan industri, dengan tujuan membuatnya cocok untuk konsumsi berikutnya.

Itu dapat melayani Anda: Erlenmeyer Flask: Karakteristik, Penggunaan, Metode Penggunaan

Secara khusus, elektrodialisis digunakan dalam pemulihan logam berharga yang ada di perairan industri limbah. Ini juga digunakan dalam menghilangkan garam dan larutan asam, dan dalam pemisahan senyawa ionik dari molekul netral.

Industri makanan

Meskipun elektrodialisis digunakan dalam industri farmasi, dalam kosmetik, serta di industri lain, penggunaannya yang paling luas adalah di industri makanan. Di antara semua aplikasi Anda, kami dapat menyebutkan hal berikut:

-Smineralisasi serum dan molase

-Stabilisasi asam tartarat anggur

-Penurunan keasaman jus buah

-Produksi protein nabati terisolasi

-Kegagalan protein serum

-Demineralisasi minyak kedelai dan ikan

-Eliminasi ion bit alkali dan molase tebu

-Pengolahan Limbah Makanan Laut

-Demineralisasi anggur harus dan jus kentang

-Konsentrasi dan pemulihan asam organik

-Produksi protein kedelai

-Pengayaan Antioksidan

Referensi

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (Edisi ke -8.). Pembelajaran Cengage.
2. Wikipedia. (2020). Elektrodialisis. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
3. Lentech b.V. (2020). Apa itu Edi? Pulih dari: lentech.com
4. Mondor m., Ippersiel d., Lamache f. (2012) Elektrodialisis dalam pengolahan makanan. Dalam: Boye J., Arcand dan. (eds) Teknologi Hijau dalam Produksi dan Pemrosesan Makanan. Seri Rekayasa Makanan. Springer, Boston, MA. doi.org/10.1007/978-1-4614-1587-9_12
5. Akhter M, Habib G, Qamar HIS (2018) Penerapan elektrodiasis dalam pengolahan air limbah dan dampak fouling pada kinerja proses. J Banj Sci Technol 8: 182. Doi: 10.4172/2155-9589.1000182
6. H. Strathmann. (6 Desember 2006). Elektrodiasis dan penerapannya di industri proses kimia. Taylor & Francis Online. doi.org/10.1080/03602548508068411