Pression. On peut encore diminuer la taille des pores à 1~5 Å, en utilisant l'osmose inverse ou la dialyse ; on parle de nanofiltration.

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Marie-Hélène Lépine
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1 I_ Filtration éparation sur membrane A. Principe La filtration consiste à séparer es molécules en fonction e leur taille, en faisant passer la solution à travers une membrane passive qui possèe es pores microscopiques. La taille e ces pores peuvent varier : en microfiltration, ils font entre,22 µm et,45 µm e iamètre ; en ultrafiltration il font jusqu'à 25 Å. Osmose Pression embrane avec e petits pores ialyse Les concentrations es petites molécules sont mises en équilibre avec une autre solution. On peut encore iminuer la taille es pores à 1~5 Å, en utilisant l'osmose inverse ou la ialyse ; on parle e nanofiltration. La membrane oit être inerte, c'est-à-ire qu'elle ne oit pas asorber e molécules. On utilise le plus souvent e la cellulose, u verre fritté ou une céramique poreuse. B. Analyse quantitative u flux embrane ne laissant passer que l'eau Osmose inverse Par pression, on pousse les molécules 'eau à se séparer e la solution. t 1 embrane iffusion initial initial 1 /2 2 Équilibre 2 1~1 µm 5~1 µm

2 Il n'y a pas 'accumulation, le flux est onc constant ans tous les compartiments : À t, 2 et 1, on a onc : oit 2 Ainsi pour augmenter le flux, sans toucher aux solutions, on peut augmenter l'agitation pour iminuer ou iminuer l'épaisseur e la membrane pour iminuer.. embrane active ans le cas 'une membrane active, celle-ci retient certaines molécules u soluté. On éfinit une constante e partage : P membrane solution 1 t initial 1 initial ' 1 /2 ' 2 2

3 2 P ette fois-ci on trouve que la constante e partage joue sur la valeur u flux. i la membrane possèe une bonne affinité avec le soluté (P > 1), le flux est plus important. ais si la membrane a tenance à repousser le soluté (P < 1), le flux iminue, jusqu'à interire le passage 'un soluté. II_ Électroialyse A. Principe Les méthoe précéentes sont très lentes car on oit attenre la formation 'un équilibre. e plus pour obtenir une bonne séparation, il faut renouveler assez souvent l'eau 'extraction. L'électroialyse est une méthoe plus rapie qui va jouer à la fois sur la iffusion, mais aussi sur la migration es espèces, ainsi que sur leur transformations électrolytiques. On place une membrane inerte entre les eux électroes, qui ren la iffusion tellement lente qu'on la consière nulle. Elle oit laisser passer certains ions pour permettre le passage u courant (et permettre la séparation accessoirement). Les ions ne circulent onc que par migration. Le transport 'un soluté éfinit la fraction 'un soluté transporté par migration. Il épen e la conuctivité es ions. t t H l t l λ l 1 λ l λ oit t l-,2 on a onc 2 l - et 8 H transportés par migration tous les 1 électrons. La consommation en électrolyte est ifférente e chaque côté e la membrane ; on crée alors une ifférence e concentration e chaque côté. H B. embrane active Avec une membrane active on moifie cette séparation. Il est alors possible e granement accélérer la séparation ou e la stopper totalement. Un exemple avec HlO 4. T H,8 athoe 1 H 1 e - 5 H 2-1 H par électrolyse 8 H par migration - 2 l - par migration - 2 Hl t l-,2 H l - Remarque : on ne connaît pas e membrane capable e limiter le passage e molécules neutres. Pour limiter la iffusion, on peut faire une électrolyse plus rapie. Anoe 1 l - 5 l 2 1 e - -1 l - par électrolyse - 8 H par migration 2 l - par migration - 8 Hl

4 t lo4-,2 embrane active : t H athoe Anoe 1 H 1 e - 5 H 2 5 H 2O 2,5 O 2 1 H 1 e - T H,8 H lo H par électrolyse - 1 lo 4 - par migration - 1 HlO 4 éparation accélérée 1 H par électrolyse 1 lo 4 - par migration 1 HlO 4 embrane passive athoe 1 H 1 e - 5 H 2-1 H par électrolyse 8 H par migration - 2 lo 4 - par migration - 2 HlO 4 Anoe 5 H 2O 2,5 O 2 1 H 1 e - 1 H par électrolyse - 8 H par migration 2 lo 4 - par migration 2 HlO 4 embrane active : t l- athoe Anoe 1 H 1 e - 5 H 2 5 H 2O 2,5 O 2 1 H 1 e - -1 H par électrolyse 1 H par migration éparation stoppée 1 H par électrolyse - 1 H par migration III_ Applications A. Protonnation 'un carboxylate La membrane retient les anions. t Na 1 Na OO - athoe 1 H 2O 1 e - 5 H 2 1 OH - 1 OH - par électrolyse 1 Na par migration 1 NaOH Anoe 5 H 2O 2,5 O 2 1 H 1 e - 1 H par électrolyse - 1 Na par migration 1 OONa 1 OOH (s) B. Prouction e soue et 'acie sulfurique t Na 1 t O42-1 Na O 4 2- athoe 1 H 2O 1 e - 5 H 2 1 OH - 1 OH - par électrolyse 1 Na par migration 1 NaOH Anoe 5 H 2O 2,5 O 2 1 H 1 e - 1 H par électrolyse 5 O 4 2- par migration 5 H 2 O 4

5 . Analyse conuctimétrique Lorsqu'un électrolyte est en très faible quantité evant un autre électrolyte, on ne peut pas le repérer par conuctimétrie. Il faut alors placer un mécanisme suppresseur en amont pour iminuer la concentration 'un es eux électrolytes. Na t X 1 Na OH - Br - H 2 O Br - H t X 1

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