شیمی دهم صفحه ۱۱۸ - تمرین ۱
۱- مطابق شکل زیر، حجمهای برابری از آب دریا و آب مقطر بهوسیله یک غشای نیمهتراوا از یکدیگر جدا شدهاند.
آ) اگر این غشا مانع گذر یونهای سدیم و کلرید شود، با گذشت زمان چه رخ میدهد؟
ب) آیا با این روش میتوان آب دریا را نمکزدایی و آب شیرین تهیه کرد؟ چرا؟
پ) براساس شکل روبهرو، اگر بر پیستون نیرو وارد کنیم چه رخ میدهد؟ چرا؟
ت) چرا فرایند انجام شده در قسمت «پ» را اسمز وارونه (معکوس) مینامند؟
پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دهم صفحه ۱۱۸ - تمرین ۱
سلام به دوستان عزیز! در این تمرین با پدیده حیاتی **اسمز** و کاربرد صنعتی آن در تصفیه آب آشنا میشویم.
**پاسخ بخش آ (پدیده اسمز طبیعی):**
با گذشت زمان، مولکولهای آب از سمت آب مقطر (غلظت کمتر) به سمت آب دریا (غلظت بیشتر) حرکت میکنند.
چون غشای نیمهتراوا فقط به مولکولهای آب اجازه عبور میدهد و جلوی یونها را میگیرد، سطح مایع در سمت آب دریا بالا رفته و در سمت آب مقطر پایین میآید تا تعادل غلظت برقرار شود.
**پاسخ بخش ب (کاربردی):**
خیر، با اسمز طبیعی نمیتوان آب شیرین تولید کرد؛ زیرا در این فرآیند آب خالص به سمت آب شور میرود و باعث میشود آب شور رقیقتر شود، نه اینکه آب شیرین از آن استخراج گردد.
**پاسخ بخش پ (اعمال فشار):**
اگر فشاری بیش از فشار اسمزی بر پیستون سمت آب دریا وارد کنیم، مولکولهای آب مجبور میشوند برخلاف جهت طبیعی خود حرکت کنند.
یعنی آب از سمت محلول غلیظ (آب دریا) به سمت محلول رقیق (آب مقطر) عبور میکند و در سمت دیگر جمع میشود.
**پاسخ بخش ت (اسمز معکوس):**
به این دلیل که جهت حرکت مولکولهای آب کاملاً **برعکس** جهت طبیعی در پدیده اسمز است.
در حالت طبیعی آب به سمت بخش غلیظ میرود، اما اینجا با کمک نیروی مکانیکی، آب خالص را از بخش غلیظ جدا کرده و به بخش رقیق میفرستیم.
شیمی دهم صفحه ۱۱۸ - تمرین ۲
۲- با توجه به شکل زیر، چگونگی تولید آب شیرین از آب دریا را توضیح دهید.
(بخشهای مشخص شده در تصویر: ورود آب شور، پمپ ایجاد فشار، خروج محلول غلیظ، غشای نیمهتراوا، خروج آب شیرین)
پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دهم صفحه ۱۱۸ - تمرین ۲
در این تصویر، فرآیند صنعتی **شیرینسازی آب** به روش **اسمز معکوس** نمایش داده شده است که گامبهگام آن را بررسی میکنیم.
**مراحل تولید آب شیرین:**
* **مرحله ۱: ورود آب شور**
آب دریا که حاوی مقادیر زیادی از نمکها و یونهای محلول است، وارد دستگاه میشود.
* **مرحله ۲: اعمال فشار توسط پمپ**
یک **پمپ ایجاد فشار** بسیار قوی، فشاری بیشتر از فشار اسمزی به آب شور وارد میکند.
* **مرحله ۳: عبور از غشای نیمهتراوا**
تحت این فشار زیاد، مولکولهای آب از منافذ بسیار ریز **غشای نیمهتراوا** عبور میکنند.
این غشا مانند یک صافی هوشمند عمل کرده و به یونهای درشت و مواد معدنی اجازه عبور نمیدهد.
* **مرحله ۴: جداسازی**
آب خالص که از غشا عبور کرده، از قسمت **خروج آب شیرین** جمعآوری میشود.
یونهای باقیمانده و نمکهای غلیظ شده نیز از خروجی دیگر به عنوان **محلول غلیظ (پساب)** خارج میشوند.
این روش امروزه یکی از اقتصادیترین راهها برای تأمین آب آشامیدنی در مناطق خشک و در کنار دریاهاست.
