11.6. Электродиализ

Электродиализ - метод разделения соединений под действием разности электродных потенциалов, создаваемой в растворе по обе стороны разделяющей его мембраны. Если мембрана неселективная, т. е. проницаемая для любых ионов, то удается удалить ионные примеси из растворов неэлектролитов, коллоидов, высокомолекулярных соединений, суспензий, малорастворимых веществ, а также из электролитов, образованных крупными ионами.

Если мембрана селективная, т. е. проницаемая только для анионов или только для катионов, то удается проводить обессоливание растворов электролитов или фракционирование ионов в результате изменения чисел переноса ионов в порах мембран.

В качестве приборов для проведения электродиализа применяют электролизеры, разделенные мембранами на камеры.

Для удаления примесей электролитов из неэлектролитов применяют двухкамерный электродиализатор (рис. 293,а), в котором катодная 3 и анодная 2 камеры разделены двойной (анионитовой 4 и катионитовой 5) мембраной. Сам прибор изготовлен из обычного или органического стекла , а электроды 1 - из платины (посеребренной жести или особо чистого графита). Камеры делают возможно более узкими. Плотность тока в течение электродиализа поддерживают на уровне 10-15 мА/см2 при напряжении 1,0 - 1,5 кВ и силе тока 5-10 мА. При необходимости в камеры помещают пальчиковые холодильники с проточной водой . Очищаемый раствор пропускают через анодную камеру снизу вверх, а катодная камера промывается чистой водой сверху вниз. Скорости потоков жидкостей регулируют кранами и подбирают экспериментально.

Для более тонкой очистки применяют трехкамерные электродиализаторы с узкими и высокими камерами для увеличения поверхности мембран 4 и 5 (рис. 293,6). Очищаемое вещество в растворенном виде, в виде суспензии или коллоидного раствора помещают в среднюю камеру с мешалкой 6.

Рис. 293. Электродиализаторы: двухкамерный (а), трсхкамерный (б) и пятикамерный (в)

В процессе электродиализа ионы примесей переносятся из средней в боковые камеры 2 к 3, которые периодически или непрерывно промываются чистой водой. При отделении электролитов от неэлектролитов применяют мембраны с размером пор (2 - 8)*10-3 мкм, проницаемые для любых ионов. Электроды 1 - платиновые или графитовые.

Для концентрирования удаляемых примесей и сокращения расхода чистой воды используют пятикамерные электродиализаторы (рис. 293,в) с сетчатыми электродами 7. Дополнительные боковые камеры 2 и 3 с электродами 1 у этих приборов являются своеобразными ловушками ионов примесей, в результате чего Исключается обратная диффузия ионов. В таких приборах водой Промывают только дополнительные камеры 2 и 3.

Дополнительные камеры 2 и 3 отделены от боковых крупно-Пористыми [размер пор (2 - 8) • 10-3 мкм] мембранами 8, проницаемыми для любых ионов. Боковые же камеры отделены от средней с мешалкой 6 анионообменной 4 и кати-онообменной 5 мембранами, пропускающими соответственно только анионы или катионы.

Камеры у всех электродиализаторов соединены друг с другом при помощи фланцев, имеющих резиновые прокладки и стягиваемых болтами.

 

К оглавлению