Electrodiálisis
El proceso de electrodiálisis es un procedimiento mediante el cual se pueden extraer los iones disueltos en agua, haciéndola pasar por una serie de membranas ion-selectivas, con ayuda de energía eléctrica.
El dispositivo para realizar tal procedimiento consiste en varias celdas hechas con membranas ion-selectivas. Cada celda consta de una membrana catiónica y otra aniónica. La membrana de intercambio catiónico tiene carga negativa y es permeable a cationes tales como Na+, K+ y Ca2+, mientras que la membrana de intercambio aniónico está cargada positivamente, y es permeable para aniones. Una serie de estas celdas se coloca en el electrolito a depurar, de manera que al colocar un par de electrodos en el mismo y aplicar una corriente eléctrica, los aniones y cationes presentes como soluto migrarán hacia el ánodo y el cátodo respectivamente, atravesando las membranas catiónica y aniónica según corresponda, y pasan a formar parte de un electrolito más concentrado, obteniéndose como producto un agua libre de minerales.
El producto obtenido se puede hacer pasar luego por un medidor de conductividad, a fin de valorar la efectividad del procedimiento.
El procedimiento se puede repetir, hasta lograr retirar todos los iones de la solución.
Dicho en otras palabras, en la electrodiálisis se elimina soluto indeseable de un electrolito, mediante un proceso de separación electroquímica en el cual se utilizan membranas cargadas en conjunto con una diferencia de potencial eléctrico.
En el proceso de electrodiálisis, el agua fluye entre las membranas catiónicas y aniónicas colocadas de manera alternada, formando una especie de batería o acumulador. La corriente continua es la que aporta energía para la migración de los iones disueltos a través de las membranas. Estos iones son eliminados o concentrados hacia los pasos de agua por medio de las membranas selectivas.
En un sentido amplio, podríamos decir que mediante la técnica de electrodiálisis se pueden llevar a cabo distintos procesos de separación en general, tales como separación y concentración de sales, ácidos y bases de soluciones acuosas, la separación de iones polivalentes y monovalentes, o separación de iones y moléculas no cargadas, entre varios otros procesos posibles.
El proceso de electrodiálisis es usado en muchos lugares del mundo para la desalación del agua salobre y para potabilizar agua. Una variante de este procedimiento, la electrodiálisis inversa, ha desplazado a su predecesora la electrodiálisis unidireccional, en el proceso de desalación del agua. El método de electrodiálisis inversa aplica los mismos principios que la electrodiálisis unidireccional; la diferencia radica en que los electrodos se intercambian tres o cuatro veces por hora, cambiando la dirección de la electricidad y por tanto, los iones migran en sentido opuesto. De esta manera se logra disminuir las incrustaciones y los depósitos de residuos en el dispositivo.
Además, se están desarrollando membranas con mejores selectividades, menor resistencia eléctrica y con propiedades químicas y térmicas mejoradas, que permitirían la aplicación de la técnica de electrodiálisis en la producción de medicamentos, alimentos y en el tratamiento de aguas residuales.
En muchas de sus aplicaciones, la técnica de electrodiálisis compite directamente con otros procesos de separación, como la destilación, el intercambio iónico, la ósmosis inversa y otros procedimientos.