rilevante

Ma e' veramente possibile concentrare l'etanolo mettendolo in una
membrana filtrante che fa passare soltanto l'acqua? Che ne pensate?

http://www.sciencedaily.com/releases...0126100639.htm

Qui un articolo in italiano da "le Scienze":

http://www.lescienze.it/news/2012/02...e_geim-823631/

Il 22/02/2012 13:49, BlueRay ha scritto:

> Ma e' veramente possibile concentrare l'etanolo mettendolo in una
> membrana filtrante che fa passare soltanto l'acqua? Che ne pensate?
>
> [..]


A parte il fatto del grafene, che attualmente è di moda in tutti i
campi, esistono già membrane semipermeabili in grado di produrre etanolo
assoluto dall'azeotropo. Il problema è quello dell'efficienza, perché
industrialmente tu devi produrre grandi quantità in tempi brevi a bassi
costi, tanto che attualmente il metodo industriale più utilizzato è
quello della distillazione frazionata rompendo l'azetropo con l'aggiunta
di benzene.
Se il grafene permette di avere una membrana più efficiente ben venga,
ma credo che alla fine tutto vada valutato in relazione all'economia di
scala.

Il 22/02/2012 13:49, BlueRay ha scritto:
> Ma e' veramente possibile concentrare l'etanolo mettendolo in una
> membrana filtrante che fa passare soltanto l'acqua? Che ne pensate?
>
> [..]

su come sia esattamente fatto l' "ossido di grafene", che
poi sembrerebbe un idrossido, non ho una idea precisa.

Me lo immagino come il monofluoruro di carbonio (un
intercalare di fluoro in grafite, a foglio pieghettato), con
OH al posto di F. Però viene detto che c'è solo un certo
numero di "molecole" (molecole ??? perché non gruppi
funzionali ?) disposte a caso sul foglio, dal che presumo
che non è stechiometrico ed è ancora insaturo.

Il grafene completamente insaturo sembra molto impermeabile
a causa dell'interdizione di VanDerWaals degli elettroni
pigreco, che rendono il foro disponibile al centro esagono
più stretto delle dimensioni geometriche dello stesso.
Saturare (anche in parte) i legami pigreco delocalizzati,
potrebbe creare un certo ingombro (ed una "pelle polare")
sopra e sotto il piano, ma rendere un po' meno strette le
maglie.
In linea di principio è più che possibile che una doppia
selezione (di adesione o adsorbimento, da parte degli -OH
esposti, e dimensionale, sul diametro del foro) crei una
forte selettività. L'etanolo è apprezzabilmente più grande
dell'acqua.
Mi aspetterei invece una possibilità di permeazione, oltre
che con acqua, anche con NH3, HF, HCN (forse anche con
cianogeno, acetilene e suo mono e difluoruro, sebbene questi
non diano validi legami H e siano svantaggiati
nell'adsorbimento, è solo aguzzo).

Circa lo scavalco, sarebbe anche interessante capire se
l'acqua passa di là INTERA o in pezzi disgiunti (protoni ed
ossido indipendentemente).
Penso a meccanismi simili alla conducibilità piuttosto alta
delle soluzioni congelate di acido fosforico anidro, in
presenza di solvoacido o solvobase catalitici, nonché al
meccanismo di conduzione ionica atipico del protone e
dell'ossidrilione anche in acqua liquida (entrambi gli ioni
spuntano valori di conduttanza a diluizione infinita
notevolmente superiori a tutti gli altri ioni, perché
viaggiano attraverso vibrazioni e non spostandosi fisicamente.
E' difficile dire esattamente come passi una H2O attraverso
una maglia stretta contornata da uno o più gruppi ossidrilici.

Quanto alla selettività elevata, anche nelle nostre cellule
possediamo dei canali ionici molto selettivi (strutture
molto grosse che attraversano la membrana, e filtrano spesso
ANCHE sulla base dimensionale ... inoltre filtrare ioni
idrati è più difficile, perché non hanno una dimensione
tanto ben definita)

Cmq, sono molto speranzoso.
Si avvicina l'implementazione di un processo
energy-effective analogo all'osmosi inversa.
Oggi a parte il congelamento dove fa freddo naturalmente,
l'osmosi inversa ha soppiantato quasi tutte le altre
tecnologie di dissalazione. Non mi scandalizzerebbe se si
separasse l'alcool : cambia solo che nella prima butti i
sali, qui butti l'acqua.
Poi bisogna vedere quando riusciranno a supportare le
membrane su supporti robusti per sostenere le pressioni
richieste

grazie del link
Soviet

Il 22/02/2012 17:27, Soviet_Mario ha scritto:
> Il 22/02/2012 13:49, BlueRay ha scritto:
>> Ma e' veramente possibile concentrare l'etanolo mettendolo in una
>> membrana filtrante che fa passare soltanto l'acqua? Che ne pensate?
>>
>> [..]
>
P.S.

Chissà come mai dalla traduzione mi ero fatto ingannare.
Leggendo il pur brevissimo abstract originale a
http://www.sciencemag.org/content/335/6067/442
ho invece inteso che il grafene non verrebbe PENETRATO
ortogonalmente, ossia l'acqua non sembrerebbe passare
attraverso i fori, ma da quanto si legge passerebbe
TANGENZIALMENTE ai fogli stessi adiacenti (stacked uno
sull'altro).

Ora salvo riscontrare una sorta di somiglianza 2D con la
risalita dell'acqua nei fasci vascolari 1D delle piante, un
punto però mi sfugge : se lo strato d'acqua scorre solo
tangenzialmente alla superficie, ed assunto che i margini di
sfogo siano limitati a piccole fessure (tipo le zone di
subsidenza tra le placche) dove un foglio si sovrappone ad
un altro, e quindi solo una piccola frazione della
superficie sarebbe attiva all'evaporazione, come spiegare
un'evaporazione molto rapida ?
Questo non lo intuisco, e non ho accesso al testo esteso
(sempreché lì sia spiegato).

Non so se mi sono spiegato io, ma faccio un paragone "macro"
che ho toccato con mano.

Spesso impilo dei teloni di PE trasparente, bagnati o dalla
rugiada o da piogge, in vari strati. Ma non sono di
dimensioni uguali e cmq quando li piego succede anche che
dei bordi finiscano coperti da zone mediane di altri strati.
Ora li dentro, se inclini i teloni, l'acqua scorre
velocissima capillarmente. Infatti si bagnano in fretta
anche dentro sti dannati
Ma quando viene il sole, il vapore sfoga lentissimo, perché
riesce a sfiatare soltanto ai margini liberi, che sono una
percentuale esigua.
Quindi non capisco bene questo grande flusso di vapore se
non attraverso lo strato di grafene singolo (e se passa
quello singolo, perché ipotizzare lo scorrimento tangenziale
? Che bisogno c'è ? Boh. Non dico eh che non possa avvenire,
anzi, è plausibile. Ma è necessario a spiegare la permeazione ?)

riciao
Soviet
[..]

Il 22/02/2012 17:53, Soviet_Mario ha scritto:

> Ora salvo riscontrare una sorta di somiglianza 2D con la
> risalita dell'acqua nei fasci vascolari 1D delle piante, un
> punto però mi sfugge : se lo strato d'acqua scorre solo
> tangenzialmente alla superficie, ed assunto che i margini di
> sfogo siano limitati a piccole fessure (tipo le zone di
> subsidenza tra le placche) dove un foglio si sovrappone ad
> un altro, e quindi solo una piccola frazione della
> superficie sarebbe attiva all'evaporazione, come spiegare
> un'evaporazione molto rapida ?

Io non sono tanto convinto che si sia in presenza di fenomeni diversi
dai classici fenomeni di membrana, principalmente la pervaporazione.

Il 22/02/2012 18:38, VITRIOL ha scritto:
> Il 22/02/2012 17:53, Soviet_Mario ha scritto:
>
>> Ora salvo riscontrare una sorta di somiglianza 2D con la
>> risalita dell'acqua nei fasci vascolari 1D delle piante, un
>> punto però mi sfugge : se lo strato d'acqua scorre solo
>> tangenzialmente alla superficie, ed assunto che i margini di
>> sfogo siano limitati a piccole fessure (tipo le zone di
>> subsidenza tra le placche) dove un foglio si sovrappone ad
>> un altro, e quindi solo una piccola frazione della
>> superficie sarebbe attiva all'evaporazione, come spiegare
>> un'evaporazione molto rapida ?
>
> Io non sono tanto convinto che si sia in presenza di fenomeni diversi
> dai classici fenomeni di membrana, principalmente la pervaporazione.

non ho mai sentito questa parola, hai voglia di spiegarla ?

P.S. anche io per il poco che ho capito non sono tanto
convinto degli effetti di questa mobilità "laterale" per
spiegare un flusso "pass-through"
ciao
Soviet

Il 22/02/2012 19:09, Soviet_Mario ha scritto:

> non ho mai sentito questa parola, hai voglia di spiegarla ?

E' il processo di membrana responsabile (tra l'altro) della rottura
degli azeotropi:

http://en.wikipedia.org/wiki/Pervaporation

On Feb 22, 5:53 pm, Soviet_Mario <SovietMa> wrote:
[..]
> anche dentro sti dannati
> Ma quando viene il sole, il vapore sfoga lentissimo, perché
> riesce a sfiatare soltanto ai margini liberi, che sono una
> percentuale esigua.
> Quindi non capisco bene questo grande flusso di vapore se
> non attraverso lo strato di grafene singolo (e se passa
> quello singolo, perché ipotizzare lo scorrimento tangenziale
> ? Che bisogno c'è ? Boh. Non dico eh che non possa avvenire,
> anzi, è plausibile. Ma è necessario a spiegare la permeazione ?)
>
Per quello che credo di aver capito, il flusso di vapore e' grande
rispetto ad una analoga pellicola che non fa passare ne' liquidi ne'
gas, in quanto in sostanza e' come se la pellicola non ci fosse
proprio, relativamente alla sola acqua; mi sembra che intendano che il
grafene ossido faccia passare l'acqua in strati monomolecolari, quindi
dire che in tal caso l'acqua e' "liquida" o allo stato di "vapore" mi
sembra parecchio azzardato...

Il 22/02/2012 19:30, cometa_luminosa ha scritto:
> On Feb 22, 5:53 pm, Soviet_Mario<SovietMa> wrote:

> Per quello che credo di aver capito, il flusso di vapore e' grande
> rispetto ad una analoga pellicola che non fa passare ne' liquidi ne'
> gas, in quanto in sostanza e' come se la pellicola non ci fosse

quest'ultima dicitura non è sinonima della prima (anche io
avevo notato l'enfasi su quest'ultima, che implicherebbe che
la membrana non costituisce nessuna barriera at all)

> proprio, relativamente alla sola acqua; mi sembra che intendano che il
> grafene ossido faccia passare l'acqua in strati monomolecolari, quindi

Si ma una volta che questo strato abbia riempito la
intercapedine tra 2 strati, perché scorrerebbe ?
I casi son due : o viene applicato gradiente di pressione
(nel qual caso forma gocce dal lato in depressione) o viene
lasciata evaporare (e in questo caso non capisco da dove
evapori, cioè se scorre dentro le intercapedini vuol dire
che ogni layer è impermeabile, ergo la gran parte della
superficie mi pare inattiva, e se invece è permeabile,
perché scorre in mezzo ? Poi può darsi che faccia entrambe
le cose, ma non l'ho capito).

> dire che in tal caso l'acqua e' "liquida" o allo stato di "vapore" mi
> sembra parecchio azzardato...

Mah ... capisco cosa vuoi dire, uno stato classico non ha
vincoli dimensionali (allora il grafene è un solido o uno
stato ad hoc della materia ?).
Imho anche un'acqua liquida UNIDIMENSIONALE (tipo se dovesse
scorrere in un nanotubo a solo 3-4 molecole adiacenti alla
volta), sarebbe diversa dal vapore in quanto comunque
"legata", interagente, mentre nel vapore le molecole sono
proprio distanti e praticamente libere.

Cmq questa acqua 2D avrà certo tante proprietà fisiche
diverse dall'acqua 3D normale, su questo non ci piove.

Ne rileggeremo presto, se la cosa funziona !
Sai che bello cavare alcool puro da un fermentato a 6 gradi
alcoolici senza distillare e rettificare
ciao
Soviet

On Feb 22, 7:48 pm, Soviet_Mario <SovietMa> wrote:
> Il 22/02/2012 19:30, cometa_luminosa ha scritto:
....
> > mi sembra che intendano che il
> > grafene ossido faccia passare l'acqua in strati monomolecolari, quindi
>
> Si ma una volta che questo strato abbia riempito la
> intercapedine tra 2 strati, perché scorrerebbe ?

Li' dice che scorre quasi senza attrito, quindi basterebbe la
differenza di pressione parziale del vapor d'acqua tra l'interno e
l'esterno del recipiente (stiamo parlando della pellicola che ricopre
un recipiente contenente acqua)

> I casi son due : o viene applicato gradiente di pressione
> (nel qual caso forma gocce dal lato in depressione) o viene
> lasciata evaporare (e in questo caso non capisco da dove
> evapori, cioè se scorre dentro le intercapedini vuol dire
> che ogni layer è impermeabile, ergo la gran parte della
> superficie mi pare inattiva, e se invece è permeabile,
> perché scorre in mezzo ? Poi può darsi che faccia entrambe
> le cose, ma non l'ho capito).

Scorre in mezzo perche' e' li' che trova una superficie idrofila,
pero' puo' scorrere solo in starti monomolecolari perche' di
piu'...non ce ne va :-) ed ecco che abbiamo "cilindro e pistone" che
funzionano con un unico lubrificante!

>
> > dire che in tal caso l'acqua e' "liquida" o allo stato di "vapore" mi
> > sembra parecchio azzardato...
>
> Mah ... capisco cosa vuoi dire, uno stato classico non ha
> vincoli dimensionali (allora il grafene è un solido o uno
> stato ad hoc della materia ?).

Penso che sia uno stato ad hoc, perche' dovresti definirlo "solido" in
due dimensioni e liquido o gassoso nella terza :-)

> Imho anche un'acqua liquida UNIDIMENSIONALE (tipo se dovesse
> scorrere in un nanotubo a solo 3-4 molecole adiacenti alla
> volta), sarebbe diversa dal vapore in quanto comunque
> "legata", interagente, mentre nel vapore le molecole sono
> proprio distanti e praticamente libere.
> Cmq questa acqua 2D avrà certo tante proprietà fisiche
> diverse dall'acqua 3D normale, su questo non ci piove.
>
> Ne rileggeremo presto, se la cosa funziona !
> Sai che bello cavare alcool puro da un fermentato a 6 gradi
> alcoolici senza distillare e rettificare

Piu' che altro sarebbe utile per l'utilizzo dell'etanolo come
combustibile sostitutivo (in parte) della benzina perche' sembra che
una delle maggiori problematiche economiche risieda nell'elevata
energia richiesta per la distillazione del fermentato alcoolico.