Elektrodialisis: Perbedaan antara revisi

'''Elektrodialisis''' (ED) digunakan untuk membawa [[ion]] [[garam]] dari satu [[larutan]] melalui [[membran semipermeabel|membran]] [[pertukaran ion]] dari larutan lainnya di bawah pengaruh perbedaan [[potensial listrik]] yang diterapkan.<ref name="Davis">{{cite book|author=Davis, T.A. |chapter=Electrodialysis |title=Handbook of Industrial Membrane Technology |editor=M.C. Porter |publisher=Noyes Publications |location=New Jersey |year=1990|language=en}}</ref> Hal ini dilakukan dalam suatu konfigurasi yang disebut sebagai suatu sel elektrodialisis. Sel tersebut terdiri dari suatu kompartemen umpan (terlarut) dan suatu kompartemen konsentrat ([[air garam]]) yang dibentuk dari membran penukar [[anion]] dan membran penukar [[kation]] yang ditempatkan di antara dua [[elektrodaelektrode]].<ref name="Strath1">{{cite book|author=Strathmann, H. |chapter=Electrodialysis |title=Membrane Handbook |editor=W.S.W. Ho dan K.K. Sirkar |publisher=Van Nostrand Reinhold |location=New York |year=1992|language=en}}</ref><ref name="Mulder">{{cite book |author=Mulder, M. |title=Basic Principles of Membrane Technology |publisher=Kluwer |location=Dordrecht |year=1996|language=en}}</ref> Dalam hampir seluruh praktekpraktik proses elektrodialisis, sel elektrodialisis ganda disusun ke dalam konfigurasi yang disebut tumpukan elektrodialisis, dengan anion bolak-balik dan membran pertukaran kation yang membentuk sel-sel elektrodialisis ganda. Proses elektrodialisis berbeda dari teknik [[distilasi]] dan proses berbasis membran lainnya (seperti [[osmosis terbalik]] (''reverse osmosis''; RO)) pada spesi yang terlarut dipindahkan jauh dari aliran umpan daripada sebaliknya. Karena jumlah spesi terlarut dalam aliran umpan jauh lebih sedikit daripada cairan, elektrodialisis menawarkan keuntungan praktis dari pemulihan umpan yang jauh lebih tinggi di banyak aplikasi.<ref name="Sata">{{cite book|author=Sata, T. |title=Ion Exchange Membranes: Preparation, Characterization, Modification and Application |publisher=[[Royal Society of Chemistry]] |location=London |year=2004|language=en}}</ref><ref name="Strath2">{{cite book |author=Strathmann, H. |title=Ion-Exchange Membrane Separation Processes |publisher=Elsevier |location=New York |year=2004|language=en}}</ref><ref name="uw">[{{Cite web |url=http://cape.uwaterloo.ca/che100projects/sea/ed.html |title=ED - Turning Seawater into Drinking Water<!-- Bot generated title -->] |access-date=2018-06-16 |archive-date=2007-02-03 |archive-url=https://web.archive.org/web/20070203184420/http://cape.uwaterloo.ca/che100projects/sea/ed.html |dead-url=yes }}</ref>

Dalam tumpukan elektrodialisis, aliran umpan encer (D), aliran air garam atau konsentrat (C), dan arus elektrodaelektrode (E) dibiarkan mengalir melalui kompartemen sel yang tepat yang dibentuk oleh [[membran penukar ion]]. Di bawah pengaruh perbedaan potensial listrik, ion bermuatan negatif (misalnya, [[klorida]]) dalam aliran encer bermigrasi ke arah muatan positif [[anode]]. Ion-ion ini melewati membran pertukaran anion bermuatan positif, tetapi dicegah dari migrasi lebih lanjut ke arah anodaanode oleh membran pertukaran kation bermuatan negatif dan karena itu tetap di aliran C, yang menjadi terkonsentrasi dengan anion. Spesies bermuatan positif (misalnya [[natrium]]) dalam aliran D bermigrasi ke arah [[katode]] bermuatan negatif dan melewati membran pertukaran kation bermuatan negatif. Kation ini juga tinggal di aliran C, dicegah dari migrasi lebih lanjut menuju katode oleh membran pertukaran anion bermuatan positif.<ref name="AWWA">{{cite book |author=AWWA |title=Electrodialysis and Electrodialysis Reversal |publisher=American Water Works Association |location=Denver |year=1995}}</ref> Sebagai hasil dari migrasi anion dan kation, [[arus listrik]] mengalir antara katodakatode dan anodaanode. Hanya jumlah ekuivalen muatan anion dan kation yang sama yang ditransfer dari aliran D ke aliran C sehingga keseimbangan muatan dipertahankan di setiap aliran. Hasil keseluruhan dari proses elektrodialisis adalah peningkatan konsentrasi ion dalam aliran konsentrat dengan penipisan ion dalam aliran umpan larutan encer

Aliran E adalah aliran elektrodaelektrode yang mengalir melewati setiap elektrodaelektrode di dalam tumpukan. Aliran ini dapat terdiri dari komposisi yang sama seperti aliran umpan (mis. [[Natrium klorida]]) atau dapat berupa larutan terpisah yang mengandung spesies berbeda (mis. [[Natrium sulfat]]).<ref name="Strath2"/> Tergantung pada konfigurasi tumpukannya, anion dan kation dari arus elektrodaelektrode dapat dibawa ke dalam aliran C, atau anion dan kation dari aliran D dapat dibawa ke aliran E. Dalam setiap kasus, transportasi ini diperlukan untuk membawa arus melintasi tumpukan dan mempertahankan larutan tumpukan yang memiliki listrik netral.

Sejumlah kecil [[gas]] [[hidrogen]] dihasilkan pada katode dan sejumlah kecil gas [[oksigen]] atau [[klorin]] (tergantung pada komposisi aliran E dan pengaturan pertukaran ion akhir) di anode. Gas-gas ini biasanya kemudian dihamburkan sebagai efluen aliran E dari masing-masing kompartemen elektrodaelektrode dikombinasikan untuk mempertahankan [[pH]] netral dan dibuang atau disirkulasikan kembali ke tangki E yang terpisah. Namun, beberapa telah mengusulkan pengumpulan gas hidrogen untuk digunakan dalam produksi [[energi]].

Efisiensi arus adalah ukuran seberapa efektif ion dibawa melintasi membran penukar ion untuk [[arus listrik|arus terapan]] yang diberikan. Biasanya efisiensi saat ini >80% diinginkan dalam tumpukan komersial untuk meminimalkan biaya operasi [[energi]]. Efisiensi arus rendah menunjukkan [[pembelahan air]] dalam aliran pengencer atau konsentrat, [[Shunt (listrik)|shunt]] arus antara elektrodaelektrode, atau difusi balik ion dari konsentrat ke diluat bisa terjadi.

* {{cite book |url=http://www.ionexchange.books.kth.se |author=A. A. Zagorodni |title=Ion Exchange Materials: Properties and Applications |publisher=Elsevier |location=Amsterdam |year=2006 |chapter=Chapter 17 - a simple introduction to electrodialysis and description of different electromembrane processes |language=en |access-date=2021-02-19 |archive-date=2007-10-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20071024135619/http://ionexchange.books.kth.se/ |dead-url=yes }}