Caracterización hidrodinámica y fenomenológica de membranas selectivas

Abstract

El objetivo principal de este trabajo es desarrollar un modelo sencillo que permita la caracterización hidrodinámica de membranas selectivas integradas en sistemas bi-iónicos, mediante la determinación de coeficientes de difusión y de espesores de las capas límite alrededor de la membrana. A tal fin, se empleó una célula de difusión rotatoria (CDR), que permite el establecimiento de condiciones hidrodinámicas bien definidas para el sistema de membrana, dado que la variación de la frecuencia de giro del cilindro interior (&#969;), permite disminuir el espesor de la capa límite sobre la membrana, lo que favorece el intercambio iónico a su través. Se puede comprobar éste comportamiento, mediante consideraciones en torno al coeficiente de difusión de los cationes en el sistema de membrana y del cálculo del propio espesor de la capa límite. El mencionado coeficiente se obtendrá a partir del flujo iónico en la membrana, determinado a partir de medidas de pH, junto a medidas de conductividad, en la fase externa (receptora), a diferentes temperaturas y a distintas valores de &#969;.<br/>La medida de los flujos, una vez establecida su dependencia con &#969;, permite obtener los coeficientes de difusión catiónicos en el sistema de membrana, en función de la temperatura y de &#969;. Las medidas de la conductividad permiten testar el modelo propuesto, mediante su correlación con los valores de pH obtenidos, proporcionando información adicional acerca de los coeficientes de difusión de los cationes.

From the experimental study of the ionic transport through selective membranes in biionic systems, a simple model which allows the characterising hydrodynamic of the membrane systems through the determination of diffusion coefficients and the thickness of the limit layer has been developed. With this purpose, a rotating diffusion cell that allows the setting of hydrodynamic conditions clearly for the membrane system has been used, studying the variation of the conductivity and the pH in the external phase (receiving) at different temperatures from 20ºC to 50ºC and at different rotating velocities &#969;. The measurement of the fluxes, once set its dependence with &#969;, allows obtained the diffusion coefficients cationics in the membrane system in accordance with the temperature and &#969;. The measurements of the conductivity allow the testing of this model, through its correlation with the values of the pH measured, obtaining additional data about the diffusion coefficient of the cations in the receiving phase.