jamshid.tinablog.ir

در اسمز معكوس به كار گرفته مي‌شود، نسبت به عبور نمكها، جامدات معلق و مواد آلي سنگين در اولويت قرار دارد. در اسمز معكوس، عبور مواد بر خلاف پديده اسمز است، به طوری كه جريان از سمت غليظتر به سمت رقيق تر عبور مي‌كند.

اگر محلول آب نمك در داخل يك ظرف ريخته شود و توسط غشاي نيمه تراوا از آب خالص جدا شود، تغيير در حجم هر يك از دو قسمت ظرف مشاهده مي‌شود. آب خالص از ميان غشا به سمت محلول آب نمك حركت مي‌كند در نتيجه، در سمت آب نمك، ارتفاع آب بالاتر مي‌رود، در حالي كه در بخش آب خالص ارتفاع آب، كاهش پيدا مي‌كند. اين عبور جريان آب از غشا به طرف محلول آب نمك، اُسمز ناميده مي‌شود. (شكل 1)

در اصطلاح فيزيك، آب، موجب رقيق شدن آب نمك مي‌شود و اين، به معناي افزايش آنتروپي سيستم است. آنتروپي، يك قانون ترموديناميكي است كه بيان مي‌كند: «هر فرآيندي كه به طور خود به خود در طبيعت اتفاق افتد، موجب افزايش بي‌نظمي مي‌شود، مگر اينكه انرژي مصرف شود تا از جهات مختلف، جلوي انجام فرآيند را بگيرد».

اختلاف در ارتفاع مايع بين آب خالص و آب نمك، موجب اختلاف فشار خالص در دو طرف غشا مي‌شود. اين اختلاف فشار، فشار اسمزي محلول آب نمك ناميده مي‌شود كه تابعي از خصوصيات نمكها و غلظت آن ها است.

اگر با اعمال فشار فيزيكي يا افزايش ارتفاع محلول آب نمك، تعادل بين آب خالص و آب نمك به هم بخورد، آب خالص از طريق غشا از قسمت آب نمك به قسمت آب خالص نفوذ مي‌كند و نفوذ تا زماني ادامه مي‌يابد كه تعادل، مجدداً برقرار شود، به طوري كه فشار اُسمزي محلول آب نمك با فشار محلول آب نمك بر روي غشاي نيمه تراوا برابر شود كه اين نيز بستگي به فشار آب خالص برروي غشا دارد. به عنوان مثال، اگر مقداري آب نمك به ظرف محتوي آن اضافه شود، مقداري آب از غشا عبور خواهد كرد. اگر غلظت آب نمك اضافه شده با غلظت آب نمك اوليه برابر باشد، آب تا زماني از غشا عبور خواهد كرد كه اختلاف ارتفاع بين دو طرف به اختلاف ارتفاع اوليه برسد.(شكل 2)

اعمال فشار به قسمت آب نمك را مي‌توان توسط يك پمپ اعمال نمود. در اين حالت، پمپ نيروي مورد نياز جهت راندن مولكول‌هاي آب از ميان غشا را تأمين مي‌كند. عبور جريان آب از بخش آب نمك به بخش آب خالص، اسمز معكوس ناميده مي‌شود. ميزان عبور آب از غشا توسط رابطه‌ي زير مشخص مي‌شود.