Electrodialisis

INTRODUCCIÓN
La Electrodiálisis es una tecnología de electromembrana que permite,
bajo la influencia de un campo eléctrico continuo, extraer sustancias
orgánicas e inorgánicas ionizadas disueltas en una disolución acuosa.
Utiliza membranas selectivas de intercambio iónico.

Compartimentos
D: diluido
C: concentrado

INTRODUCCIÓN
Al aplicar una diferencia de potencial:
- Los aniones migran através de la membrana de intercambio iónico desde el
compartimento diluido al concentrado
- Los cationes migran a través de la membrana de intercambio catiónico desde
el compartimento D al C, donde se concentran.
- Las reacciones electródicas sólo se utilizan a efectos de proporcionar el
campo eléctrico necesario.

INTRODUCCIÓN
La Electrodiálisis permite realizar los siguientes procesos básicos, lo queda
lugar a sus aplicaciones más significativas:
DESALACIÓN de aguas salobres (de hasta 10 g l-1) para producir agua
potable (sólidos totales inferiores a 0.5 g l-1).
CONCENTRACIÓN de ácidos o bases para su reciclado. Agua de mar para
obtener sal de mesa.
SEPARACIÓN DE SUSTANCIAS IÓNICAS DE ESPECIES NEUTRAS.
Desalación del suero de queso.
SEPARACIÓN DE IONES de diferente o la misma carga.
SÍNTESISY NEUTRALIZACIÓN POR INTERCAMBIO IÓNICO.
Recuperación de ácidos orgánicos y aminoácidos.
ELECTROHIDRÓLISIS, proceso por el que se generan iones hidronio e
hidróxilos a partir del agua contenida en el interior de una membrana bipolar,
lo que permite obtener ácidos y bases a partir de sus sales.

COMPONENTES BÁSICOS

Electrodos, membranas de intercambio iónico, espaciadores y juntas

ELECTRODOSEl papel de los electrodos se limita a la de proporcionar el campo
eléctrico necesario para que se produzca el proceso. Por tanto se
escogen en base a criterios económicos y de estabilidad.
Los más usados:
DSAs y Pt/Ti como ánodos
Acero inoxidable como cátodo.
Grafito, Pt/Ti y Pt/Nb en la electrodiálisis reversible.

MEMBRANAS DE INTERCAMBIO IÓNICO
Los criterios para seleccionar las membranasson:
ALTA PERMSELECTIVIDAD
BAJA RESISTENCIA ELÉCTRICA
Las membranas de intercambio iónico más utilizadas a escala industrial
son las orgánicas (poliméricas)
Básicamente constan de una estructura polimérica entrecruzada de la cual
penden grupos intercambiadores de iones, cargados negativamente en las
membranas de intercambio catiónico y positivamente en las membranas
de intercambio aniónico.
Los gruposintercambiadores más usuales en las membranas comerciales
son:
CATIÓNICAS: - sulfonato (-SO3-) y carboxilato (-COO-)
ANIÓNICAS: amonio cuaternario (-NR3+) y amina terciaria (-NR2)

MEMBRANAS DE INTERCAMBIO IÓNICO

Bajo la acción del campo eléctrico, los cationes se mueven hacia el
cátodo (de la disolución A a la B) a través de los canales formados por
los intersticios de la matriz polimérica.Por el contrario los aniones
(coiones) son rechazados. Desde un punto de vista teórico los cationes
transportan prácticamente la totalidad de la corriente eléctrica a través de
la membrana.

MEMBRANAS DE INTERCAMBIO IÓNICO
FUNDAMENTO DEL PROCESO
De la definición del número de transporte (fracción de corriente transportada
por el anión y el catión a través de las membranas.
t = corrientetransportada por el ion / corriente total

i
i
t  
i i  i

i
i
t  
i i  i

Pero el número de transporte en el interior de la membrana es diferente al número
de transporte en la disolución.
Supongamos que en el mejor de los casos:
t+= 0.9 y t-= 0.1 en la membrana catiónica y t += 0.1 y t-= 0.9 en la membrana
aniónica

t 

i it Q
   Q t Q
i
it
Q

MEMBRANAS DE INTERCAMBIO IÓNICOFUNDAMENTO DEL PROCESO

ÁNODO

+

(1-t+M.C.)M+

t+M.A.X(1-t-M.A.)M+

-

t+M.C.M+
M.A.

CÁTODO

M.C.

Electrolito: M+XLuego en el transporte neto será:
0.8 moles de sal MX desaparecen del compartimento central por cada Faraday
de carga pasada.
Debido a la no selectividad ideal de las membranas el transporte neto será
Para el anión: t-M.A.-(1-t+M.C.)= t-M.A.- t-M.C.
Para el catión: t+M.C.-(1-t-M.A.)=...