MEMBRANES, transferts

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Mécanismes de transfert

Transfert sous l'action d'un gradient de concentration

La différence de concentration de part et d'autre de la membrane est à l'origine d'une différence de potentiel chimique aussi bien du solvant que des solutés. Suivant la perméabilité plus ou moins importante de la membrane pour le solvant ou les solutés, l'équilibre sera obtenu soit par transfert du solvant vers le milieu concentré – osmose –, soit par transfert du soluté vers le milieu dilué – dialyse.

Profil de concentration lors de la dialyse

Dessin : Profil de concentration lors de la dialyse

Dessin

Profil de concentration dans la membrane et les films liquides de part et d'autre de celle-ci, au cours de la dialyse. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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La cinétique de transfert du soluté est limitée par la diffusion non seulement à travers la membrane elle-même, mais également à travers les films liquides de part et d'autre de celle-ci. Le flux de soluté est fonction de la conductance globale de transfert de matière, de la surface totale de la membrane et de la différence de concentration de part et d'autre de cette dernière :

où J est le flux de soluté, en quantité de matière par unité de temps (mole par seconde) ; K, la conductance globale de transfert, en unité de longueur par unité de temps (mètre par seconde) ; A, la surface totale de la membrane ; C1, la concentration dans le milieu 1 ; C1*, la concentration dans le milieu 1 qui serait en équilibre avec C2 ; C2, la concentration dans le milieu 2.

À l'équilibre, les concentrations dans chaque phase sont définies en fonction des coefficients de partage de telle manière que :

Les indices 1 et 2 représentent respectivement les solutions amont et aval de la membrane et l'indice m, la membrane.

On obtient la valeur de la conductance globale de transfert en additionnant les résistances partielles de transfert (inverses des conductances) :

L'équilibre entre les solutions 1 et 2 est indépendant de la membrane et n'est lié qu'à un seul paramètre, le coefficient de partage P(2,1). En revanche, la cinétique de transfert dépend de cinq paramètres, dont trois sont physiques : les conductances de transfert K1, Km et K2, et deux chimiques : les coefficients de partage P(m,1) et P(2,1).

– Les conductances de transfert dans les milieux liquides sont égales au rapport du coefficient de diffusion sur l [...]

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États-Unis : capacités de dessalement par électrodialyse et par osmose inverse

États-Unis : capacités de dessalement par électrodialyse et par osmose inverse
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Profil de concentration lors de la dialyse

Profil de concentration lors de la dialyse
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Coefficient de transfert

Coefficient de transfert
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Rein artificiel

Rein artificiel
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Écrit par :

  • : Professeur, Institut des sciences de l'ingénieur de Montpellier (II.S.I.M.), université Montpellier-II (UM2)

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Pour citer l’article

Michel RUMEAU, « MEMBRANES, transferts », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 13 avril 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/membranes-transferts/