PROCESOS QUIMICOS Y BIOLOGICOS RESUMEN EXPO OSMOSIS Descarga



4.5 OSMOSIS

La osmosis en un proceso natural donde el solvente, principalmente agua, fluye a través de una membrana semi-permeable, lo que significa que solo deja pasar las moléculas más pequeñas de solvente, de una solución con una baja concentración de sólidos disueltos a una solución con una alta concentración de sólidos disueltos. El solvente, fluye a través de la membrana hasta que laconcentración se iguale en ambos lados de la membrana.


Figura 1. Proceso natural de osmosis

Fuente: Transporte de materiales a través de membranas plasmáticas [en línea].

La ósmosis es de gran importancia en procesos biológicos, donde el solvente es agua. La energía que impulsa el proceso suele ser discutido en términos de presión osmótica.


4.5.1 Presión osmótica. Esaespecie de impulso de la naturaleza que obliga al líquido a pasar de un lado al otro se llama presión osmótica. A la presión osmótica se la simboliza con la letra (PI).El valor de se calcula con la Ecuación de Van't Hoff:


Dónde:
C1 – C2 = Diferencia de concertaciones
R = 0.082 Constante de los gases ideales (litros x atm / Kelvin x Mol)
T = Temperatura absoluta (grados Kelvin)

Se puedevisualizar fácilmente como interactúa la presión osmótica en el proceso de osmosis, en la figura 4:

Figura 2. Presión Osmótica en proceso de osmosis


4.5.2 Medición de la presión osmótica. Un enfoque para la medición de la presión osmótica es medir la cantidad de presión hidrostática necesaria para evitar la transferencia de líquido por ósmosis.

4.6 OSMOSIS INVERSA
La osmosis inversa es el proceso en elcual se aplica una presión mayor a la presión osmótica, esta presión es ejercida en el compartimiento que contiene la más alta concentración de sólidos disueltos. Esta presión obliga al agua a pasar por la membrana semi-permeable en dirección contraria al del proceso natural de osmosis.

Para poder purificar el agua necesitamos llevar a cabo el proceso contrario al de ósmosis convencional, es loque se conoce como Ósmosis Inversa. Se trata de un proceso con membranas, en el cual se aplica una presión mayor a la presión osmótica, esta presión es ejercida en el compartimiento que contiene la más alta concentración de sólidos disueltos. Esta presión obliga al agua a pasar por la membrana semi-permeable en dirección contraria al del proceso natural de osmosis, dejando las impurezas detrás. Lapermeabilidad de la membrana puede ser tan pequeña, que prácticamente todas las impurezas, moléculas de la sal, bacterias y los virus, son separados del agua.


Figura 3. Fenómeno de Osmosis inversa

4.6.1 Principio de Operación de la Osmosis inversa. El solvente pasa espontáneamente de una solución menos concentrada a otra más concentrada a través de una membrana semipermeable, pero al aplicaruna presión mayor que la presión osmótica a la solución más concentrada, el solvente comenzara a fluir en el sentido inverso, el flujo del solvente depende de:

- Presión aplicada
- Presión osmotica aparente
-Área de la membrana presurizada



4.6.2 Componentes de la osmosis inversa



- Membrana Semi-permeable
- Tubos de Presión conteniendo la membrana
- Bomba generadora presión
- Válvulasreguladoras de control
- Contenedores del permeado

4.6.3 Características de las membranas semi-permeables. Una membrana semipermeable, también llamada membrana selectivamente permeable, es una membrana que permitirá que ciertas moléculas o iones pasen a través de ella por difusión. El índice del paso de las moléculas depende de la presión ejercida, la concentración de partículas de soluto, latemperatura de las moléculas y la permeabilidad de la membrana para cada soluto. A las moléculas que logran atravesar la membrana se las conoce como “el permeado” y a las que no lo hacen es las conoce como “el rechazo”.



Tipos de membranas para tratamiento de aguas

1. Membranas De Microfiltración: rechaza los sólidos suspendidos
2. Membranas De Ultrafiltración: no deja permear solidos suspendidos y...