झिल्ली जुदाई प्रौद्योगिकियों को अलग करने के लिए झिल्ली के माध्यम से अणुओं के आंदोलन पर निर्भर करते हैं। इन प्रणालियों को डिजाइन और अनुकूलित करने के लिए प्रसार दर की गणना करना आवश्यक है। यह लेख झिल्ली प्रक्रियाओं में प्रसार दर की गणना करने के लिए एक कदम दर कदम गाइड प्रदान करता है।

झिल्ली में फैलाव को समझना

प्रसार वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा अणु उच्च सांद्रता के क्षेत्र से निचले सांद्रता के क्षेत्र में आगे बढ़ते हैं। झिल्ली अलगाव में, यह आंदोलन अर्ध-पारगम्य झिल्ली में होता है। प्रसार की दर एकाग्रता ढाल, झिल्ली गुण और तापमान जैसे कारकों पर निर्भर करती है।

Fick के पहले कानून के प्रसार

प्रसार दर की गणना के लिए सबसे आम मॉडल फ्लिक का पहला कानून है। यह बताता है कि प्रवाह, जे, झिल्ली में एकाग्रता ढाल के बराबर है:

J = -D (dC/dx) ]

कहाँ:

  • J] = प्रसार प्रवाह (प्रति यूनिट क्षेत्र प्रति समय)
  • D] = प्रसार गुणांक
  • DC/dx = झिल्ली के पार एकाग्रता ढाल

डिफ्यूजन दर की गणना

प्रसार दर निर्धारित करने के लिए, इन चरणों का पालन करें:

  • झिल्ली (ΔC) में एकाग्रता अंतर को मापें।
  • झिल्ली की मोटाई (Δx) निर्धारित करें।
  • विशिष्ट अणु और झिल्ली सामग्री के लिए प्रसार गुणांक (D) का पता लगाएं।
  • Fick के कानून का उपयोग करके प्रवाह की गणना: J = D * (ΔC / Δx)।
  • कुल प्रसार दर को खोजने के लिए झिल्ली क्षेत्र द्वारा प्रवाह को गुणा करें।

उदाहरण Calculation

मान लीजिए कि एक झिल्ली में 1 x 10 ]] का एक प्रसार गुणांक है m]2]/s, 50 mol/m]3], और 0.001 मीटर की मोटाई। झिल्ली क्षेत्र 2 m]2]] है।

विक्षेपण प्रवाह की गणना:

J = 1 x 10 ]-9 * (50 / 0.001) = 5 x 10 -5 ]] mol/m]2 ]/s

फिर, कुल प्रसार दर:

दर = J * क्षेत्र = 5 x 10 -5 * 2 = 1 x 10 ]-4 ]] mol/s