تئوری اسمز معکوس: در سیستم های اسمز معکوس مواد محلول در آب با استفاده از یک غشای نیمه تراوا از آن جدا می شوند به طوری که عبور آب از غشا در مقایسه
با مواد محلول در اولویت است. غشای اسمز معکوس بسیار آب دوست است. بدین معنا که آب، جذب ساختمان شیمیایی اش می شود.
آی می تواند با حلقه های انتهایی پلیمر پیوند برقرار کند که این کار، موجب سهولت و نفوذ آب در ساختمان پلیمری غشا و سپس خروج از آن می شود.
تئوری اسمز معکوس | آب شیرین کن RO | آریا عمران
آب یک مولکول بسیار قطبی است. وقتی که یک مولکول آب تفکیک می شود، بار الکتریکی بسیار قوی به وجود می آید.
هنگام ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن با یکدیگر یک مولکول آب تشکیل می شود. هر یک از دو اتم هیدروژن تنها الکترونشان را با اتم اکسیژن
به اشتراک می گذارند و این کار موجب می شود که اتم هیدروژن در حالت پایدار تری از نظر انرژی قرار بگیرد.
به جهت خواندن مقاله آب شیرین کن کلیک کنید.
اتم اکسیژن
همچنین، اتم اکسیژن وقتی از اتم های هیدروژن الکترون دریافت می کند، حالت پایدار تری پیدا می کند.
دو اتم هیدروژن در یک طرف اتم اکسیژن چرخش می کنند. به این دلیل که دو اتم هیدروژن، بار منفی شان را از دست داده‌اند؛
باقیمانده بار مثبت پروتون هر یک از اتم های هیدروژن قادر به انتقال بار به محیط اطرافش خواهد بود.
الکترون هایی که با اتم اکسیژن به اشتراک گذاشته شده اند، قادر به انتقال بار منفی شان به فواصل دورتر از اتم اکسیژن خواهند بود.
که نهایتاً به جهت دار شدن مولکول های آب از نظر الکتریکی منجر خواهد شد. اگر این جدایی توسط مولکول های زیادی از آب که در یک نوع محلول وجود دارد،
صورت گیرد، نیروی بسیار قوی به وجود می آید که قادر به جدا کردن بار مخالف ذرات یک نمک خواهد بود. اکسیژن های انتهایی مولکول‌های آب،
بار مثبت ذرات کاتیونی نمک را جذب خواهند کرد.همین که مولکول نمک از دیگر مولکول هایش جدا می شود، وارد محلول می گردد.
در حقیقت مادامی که در یک محلول، یون های باردار توسط مولکول های آب که جذب بار یون ها شده اند، احاطه می شوند، یک گروه یونی به وجود می آید.
به جهت خواندن مقاله سختی گیر کلیک کنید.
اندازه این گروه یونی بستگی به اندازه ی یون مرکزی و بار الکتریکی آن دارد.
درصد عبور یک نمک محلول، به اندازه بزرگترین یون و بار الکتریکی آن بستگی خواهد داشت. به عنوان مثال اگر آنیون سولفات هیدراته محلول سولفات سدیم( Na2SO4)،
قادر به عبور از فضای حلقه پلیمر نباشد، به دلیل حفظ تعادل الکتریکی، محلول کاتیون سدیم هم از میان آن عبور نخواهد کرد. اما اگر کلراید کلسیم( CaCL2) به محلول اضافه شود،
در آن صورت، یون سدیم هیدراته به راحتی قادر به نفوذ از غشا خواهد شد، زیرا آنیون کلراید هیدراته، آسان تر از غشا عبور می کند و به منظور حفظ تعادل الکتریکی، یون سدیم هم نیز از غشا عبور خواهد کرد.
قابلیت نفوذ پذیر بودن یک غشای اسمز معکوس
قابلیت نفوذ پذیر بودن یک غشای RO برای تمام نمک ها یکسان نیست. درصد عبور یون های کوچک تر یا یون های دارای بار الکتریکی کمتر از غشا،
نسبتاً بیشتر از یون های بزرگتر یا یون های دارای بار الکتریکی بیشتر است. معمولاً کاتیون ها یا آنیون ها با ظرفیت بالاتر، بهتر از کاتیون و آنیون های
با ظرفیت پایین تر دور ریز می شوند. کاتیون دو ظرفیتی مانند کلسیم، سه برابر، بهتر از کاتیون یک ظرفیتی مانند سدیم دور ریز می شود.
چگونگی عبور یک مولکول آلی از آب
چگونگی عبور یک مولکول آلی از آب، به شکل، اندازه فیزیکی و مشخصات شیمیایی آن بستگی دارد. قابلیت نفوذ مولکول های آلی قطبی و کوچک تر، معمولاً بهتر از مولکول های خنثی و بزرگ تر است.
به عنوان یک قاعده کلی می توان گفت که مولکول های آلی با وزن مولکولی کمتر از دویست، خیلی بهتر از مولکول های آلی با وزن مولکولی بیش از دویست، از غشا عبور می کنند
ساختمان فیزیکی مولکول، عامل مهمی در عبور آن از غشا خواهد بود. یک مولکول آلی با ساختمان خطی و دراز به راحتی یک مولکول با ساختمان شاخه دار و گرد از غشا عبور نمی کند.
مزایای اسمز معکوس
توانایی نفوذ آب از درون غشا، از مزایای استفاده از سیستم RO به جای اولترافیلتراسیون است. سرعت آب قبل از رسیدن به غشا،
با سرعت موضعی آن در هنگام عبور از غشا برابر است. این ویژگی اسمز معکوس با ویژگی عبور آب از فضای یک اولترافیلتر کاملاً فرق دارد.
در غشایUF، جریان آب باید از میان منافذ آن عبور کند. این منافذ نسبت به سطح غشا، حداقل سطح مقطع را دارا هستند. بنابراین،
آب موجود در سطح غشا فقط به منافذ باز آن فشار وارد می کند که این منافع، درصد بسیار ناچیزی از سطح غشا را تشکیل می دهد.
در نتیجه، سرعت موضغی آب در هنگام عبور از منافذ، بسیار بیشتر از سرعت آب در سطح توده ی جریان است
