Membranas Flashcards
Membrana
Medio semipermeable, permite el paso de algunas sustancias y rechaza otras, tiene que haber algún tipo de fuerza motriz
¿Por qué debe haber una fuerza motriz?
La fuerza motriz permite que se empuje a las especies. Puede ser una diferencia de potencial químico.
Fase donadora
Contiene al puesto que queremos que pase
Fase aceptora
Contiene al analito que ya paso por la membrana
Permeado
Es la sustancia que pasa por la membrana
Retenido
Son todos los analitos que no lograron pasar por la membrana
Fuerzas motrices
Diferencia de potencial, diferencia de presión o diferencia de fuerza electrica motriz
Procesos con membrana con diferencia de presión
Nanofiltración, ósmosis inversa, vacío
Procesos con diferencia de concentración
Diálisis
Procesos con diferencia de concentración y fuerza electromotriz
Electrodialisis
Menciona las tres clasificaciones de las membranas
Estado, morfología y forma
Las dos clasificaciones más importantes
Por estado y morfología
¿En dónde suele ser importante la clasificación de forma?
A nivel industrial
Clasificación de membranas por estado
Sólidos, líquidos, dos fases y gel
Clasificación de mebranas por morfología
Porosas (Simétricas y asimétricas (Composites, dinámicas)), no porosas
Membrana dinámica
La membrana se forma durante el proceso de extracción
Es la membrana más común
Membrana composites
¿Cómo es una membrana asimétrica?
Son membranas que no tiene la misma estructura, la parte superior (la que por primera vez en contacto con la muestra) es la que permite la separación, luego los poros se hacen más grandes y la resistencia al paso es más pequeña.
¿Cómo es una membrana compuesta?
La responsable de la separación sería la parte de arriba, la parte no porosa.
Modulo de fibras huecas
La membrana puede estar por dentro o por fuera de la fibra, dependiendo de su posición es donde se encontrará la fase donadora y la fase aceptora.
Modulo plano
Dos marcos de acero que tienen membranas dentro, en la parte de en medio se encuentra la fase donadora y la fase aceptora
Modulo poco convencional
Una serie de discos dentro de la fibra y en las paredes se encuentra la membrana, funciona como una lavadora que gira y permite que haya superficie de contacto entre la membrana y la solución, no tiene mucha membrana, y por eso no es muy eficiente.
Sistema tubular de membrana
Muy parecido al modelo de fibras huecas, pero contiene más tubos de membrana pequeños
Es el módulo con mayor area de superficie, y donde más membrana puede haber
Módulo de fibras huecas
¿Qué prinicipios sigue la extracción por membranas?
Las de extracción líquido-líquido
¿Qué prinicipios sigue las membranas adsorbentes?
Siguen el prinicipio de los métodos de sorción
Menciona todos los tipos de procesos de membrana
Ultrafiltración, nanofiltración, osmosis inversa, microfiltración, dialisis, difusión gaseosa, pervaporación
¿Cuál es el único proceso de membrana que no es de diferencia de sorción?
La diálisis, en esta se tienen dos fases distintas en la fase aceptora y la donadora
Permite el paso de pequeñas moleculas de ión de gas
Osmosis inversa, dialisis, y electrodialisis
Permite el paso de coloides y proteínas y virus
Dialisis, electrodialisis, ultrafiltración
¿Qué permite que traspase la microfiltración?
Algunos virus
Difusión Knudsen
La teoría dice que las moléculas van a una velocidad en la superficie, y van rebotando en la superficie de la membrana, las de menor tamaño irán más rápido.
Exclusión molécular
Funciona como un filtro, lo que sea más pequeño que el poro pasará por el.
Difusión
Las moléculas pasan por la membrana y se disuelven en la red, dependiendo de que tan rápido pasen es que tanto se separan
Es el proceso que utiliza la difusión
La ósmosis inversa
Son los mecanismos de transferencia de los procesos de membrana
Difusión Knudsen, exclusión molecular y de difusión
Ultrafiltración
La separación de las especies se hace por un proceso de cribado. Las moléculas de mayor tamaño que el poro son rechazadas y las demás pasan a través de los poros de la membrana a la fase aceptora.
Retienen moléculas de 100 a 1 000 000 Da.
Es un proceso que combina la sepración y la química de disoluciones
Ultrafiltración asistida por la formación de complejos
Se realiza el proceso de separación de ultrafiltración con el aumento de tamaño de los poros de forma artificial poniendo un polimero que se une a los iones metálicos y permite que pasen otros.
También se puede hacer a través de micelas
Principal función de la ultrafiltración
Purificación y concentración de proteínas
Diálisis
La separación se basa en las velocidades de difusión de cada soluto en la membrana, este depende del tamaño del soluto.
Las membranas son porosas y permite la exclusión de macromoléculas. Cuando hay diferencia de concentración pasan las moléculas
¿Por qué en la diálisis siempre habrá una cierta cantidad de analito en la fase donadora?
Porque la diálisis e sun proceso donde se realiza por una diferencia de concentración en las moléculas, por lo que cuando no se puede eliminar por completo la especie que se quiere extraer, si no, no podría proceder la diálisis.
Factor importante que afecta el proceso de diálisis
La velocidad de flujo o agitación de las fases donadora y aceptora,
Si hay una velocidad muy grande durante el proceso el equipo puede no detectar a los analitos.
Difusión gaseosa
La sepración se basa en la capacidad de los solutos en estado gaseoso a permear a través de la membrana.
Las membranas, dependiendo del analito, pueden ser no porosas o hidrofílicas.
Hay dos fases distintas desde el inicio
Pervaporación
La diferencia con la difusión es que en este caso tenemos una muestra líquida, y del otro lado se evaporan, la corriente es gaseosa del otro lado.
Etapas del proceso de pervaporación
Adsorción de los analitos en la superficie de la membrana Difusión de los analitos a través de la membrana
Evaporación de los analitos en la fase gaseosa (aceptora)
¿Para qué sirve la tramap adsorbente?
Es como un preconcentrador del analito extraido
Factor importanto que afecta el proceso de pervaporación
La presión parcial de los analitos porque se trabajan con gases, eso permitirá su difusión
Aplicaciones de la pervaporación
Preconcentracióna analitos por pervaporación del solvente
MIMS: Analisis de compuestos volátiles y semivolátiles (in situ)
MESI: Analisis de comp. aromáticos, volátiles, halogenados en aire y agua, desalinización de agua de mar, deshidratación de solventes orgánicos
Menciona los procesos de extracción con membranas
Membrana líquida soportada,
extracción liq-liq en membranas microporosas,
extracción con membranas poliméricas,
extracción asistida por membranas,
electro extracción con membranas
Membrana líquida soportada (SLM)
Donde la membrana porosa tiene un solvente orgánico que sirve como la membrana líquida, ahí se retienen los analitos
Ventajas de SLM (Membrana líquida soportada)
Se hace desextracción y stripping porque de un lado hay solvente orgánico y luego en la fase aceptora la acuosa toma al analito.
¿Qué es importante tomar en cuenta de la fase aceptora en SLM?
La fase aceptora es la fase acuosa que puede saturarse de la concentración de analíto y es importante ir extrayendo el analito poco a poco para que pueda seguir la extracción
¿Qué es importante de la fase aceptora en SLM?
La fase aceptora es la fase acuosa que va a ir tomando al analito y se irá saturando, por lo que es importante tener un mecanismo que extraiga el mismo y permita que la extracción siga
Mecanismos de transferencia de SLM
Por contra ion
Por pH
Extracción con membranas polimericas (PME) y Extracción asistida por membranas (MASE)
Ambas usan una membrana de polipropileno o silicón, pero en Extracción asistida por membranas (MASE) la fase aceptora es solvente orgánico, y la fase donadora es un solvente acuosa, en PME puede ser viceversa
En qué hace enfasis la extracción con membranas poliméricas
En el solvente.
La membrana no tiene poros, se difunden los analitos y se van a la fase orgánica.
En qué hace enfasis la extracción asistida con membranas
En la membrana
Aplicación de MASE
Extracción de comp. orgánicos, (semi)volatiles, triazinas, pesticidas organoclorados, y organofosforados, bifenilos policlorados en muestras de aguas residuales, subterraneas y de rios, leche y jugo de caña
Electro extracción con membranas
Es parecida a la extracción en membrana líquido soportada, pero en este caso se pone una fuerza extra con electrodos y así hacerlo más efectivo
Aplicación de la electro extracción con membranas
Extracción de drogas básicas en agua, orina, plasma y leche materna
Adsorción con membranas
Extracción con membrana agitada
Membranas adsorbentes
Instrumentación cuando la fase del analito es acuosa
Espectroscopía de absorción atómica
Plasma acoplado inductivamente
Cromatografía líquida de alta resolución
EC e IEC
Instrumentación cuando la fase del analito es orgánica o gas
Cromatografía de gases, Cromatografía líquida de alta resolución y espectrometría de masas
