le membrane

Alcune membrane sono caratterizzate dalla proprietà di permettere il passaggio selettivo di molecole aventi una dimensione inferiore ad un certo valore. Questa proprietà è detta semipermeabilità e può essere spiegata intuitivamente con un modello meccanico molto semplice. Questo modello "a setaccio" suppone che la membrana sia costituita da una "matrice di fori", il cui diametro massimo è ben determinato: in tal caso, solo le molecole di soluto possono subire il normale processo di diffusione, a differenza delle molecole di solvente che, per ipotesi, hanno un diametro molto minore.

In realtà, secondo un modello più realistico, la membrana è permeabile sia al soluto che al solvente; però, con coefficienti di diffusione notevolmente differenti (quello relativo al soluto è molto maggiore di quello relativo al solvente).
dialisi
apparecchio dializzatore in flusso d'acqua continuo
Risulta comunque chiara la difficolta` di individuare un modello sufficientemente realistico della semipermeabilità, considerando che la differenza nei coefficienti di diffusione può trovare una spiegazione definitiva soltanto mediante una caratterizzazione sufficientemente verosimile delle interazioni microscopiche tra le molecole del soluto, quelle del solvente e quelle che costituiscono la membrana.

Se si pone in un recipiente formato da una membrana dializzatrice una miscela di una soluzione unita a particelle relativamente grandi, e si immerge il recipiente in una vasca contenente acqua distillata, il soluto che si trova nella soluzione vera attraversa per diffusione (legge di Fick) la membrana fino ad eguagliare la concentrazione nei due recipienti, mentre il colloide viene trattenuto. Se nel recipiente l'acqua viene rinnovata continuamente, si potrà filtrare completamente il soluto mentre il colloide resterà nel recipiente a membrana.

applicazioni delle membrane

osservazioneUna membrana semipermeabile è una membrana che lascia passare alcuni atomi o molecole ma non altre. La pellicola trasparente per alimenti è una membrana, ma è impermeabile a tutto ciò con cui comunemente viene a contatto. Il più comune esempio di membrana semipermeabile sono la membrana intestinale e le membrane cellulari.

Le membrane semipermeabili fanno parte anche della vita di ogni giorno. Per esempio, il Gore-tex® (un materiale impiegato per calzature, guanti e tute impermeabili): è costituito da una sottilissima pellicola di plastica in cui sono stati praticati miliardi di piccoli fori (pori). Questi fori sono grandi abbastanza per far passare le molecole del vapore acqueo, ma abbastanza piccoli per impedire il passaggio dei liquidi.

Le membrane sono impiegate per la microfiltrazione, l'ultrafiltrazione, e l'osmosi inversa.
Membrane semipermeabili con un'adatta selettività sono utilizzate in tecnologie di separazione a livello molecolare, dei componenti delle soluzioni, in aggiunta o in sostituzione dei trattamenti termici.
I vantaggi economici che ne derivano riguardano principalmente il miglioramento della qualità del prodotto e la stabilità delle sue caratteristiche nel tempo. L'energia elettrica è necessaria per l'azionamento dei motori delle pompe che generano la differenza di pressione richiesta.



vantaggi per l'utilizzatore industriale:

tipologia delle membrane e loro applicazioni:

legge di Stokes1 processi diffusivi; legge di Fick2 3 puntatore4
home page HOME PAGE

Marcello Guidotti, copyright 2003
questa pagina può essere riprodotta su qualsiasi supporto o rivista purché sia citata la fonte e l'indirizzo di questo sito (ai sensi degli artt. 2575 e 2576 cc. Legislazione sul diritto d'autore). Le fotografie sono tratte da siti web e costituiscono materiale pubblicitario, oppure sono, o possono ritenersi, di pubblico dominio purché utilizzate senza fini di lucro.