Мембраны реакции

Молекулы полистиролсульфокислоты окружены водородными ионами в высокой концентрации, в результате чего на ранних стадиях гидролиза отщепление небольшой части N-ацетильных групп приводит к образованию основных полисахаридов, которые притягиваются областью высокой кислотности. Нейтральные фрагменты, отщепляющиеся при гидролизе, движутся из области высокой кислотности в основную часть раствора с более низкой средней кислотностью. Более того, так как полистиролсульфокислота не проходит через мембраны, реакцию можно проводить в мешке для диализа при этом происходит быстрое удаление отщепившихся фрагментов до их дальнейшего гидролиза и до минимума сводится образование случайных продуктов реверсии под действием кислоты. К сожалению, резкое увеличение выхода олигосахаридов при использовании полистиролсульфокислоты относится прежде всего к высшим олигосахаридам, таким, как тетрасахариды, и к более крупным фрагментам [199]. Возможности этого метода для исследования фрагментов, отщепляющихся от групповых веществ крови, еще не изучены полностью, так как разделение смесей высших олигосахаридов с помощью существующих в настоящее время методов весьма затруднительно. [c.200]

На одной установке полимеризации из-за неисправной работы насоса в реактор было подано избыточное количество (против нормы) инициатора в начале процесса полимеризации. В результате интенсивной реакции и сильного разогрева произошло разложение этилена, приведшее к разрыву мембраны и вторичному мощному взрыву в воздухе, вызвавшему разрушение объектов. Вторичные взрывы в воздухе при срабатывании мембран отмечались также и при частичном разложении инициатора по высоте емкости. [c.108]

Разрывные мембраны должны срабатывать при таком давлении, при котором в случае выхода из-под контроля реакции будет достаточно времени для сброса содержимого сосуда вручную до того, как произойдет более бурное разложение. [c.140]

Таким образом, каждый тип мембраны характеризуется видом взаимодействия молекул газа и структурных элементов матрицы. Количественными характеристиками этого.взаимодействия являются энергия связи и потенциал, зависящие от параметров межмолекулярного взаимодействия, молекулярной природы и морфологии матрицы мембраны. Энергия связи определяется тепловым эффектом, сопровождающим образование системы мембрана — газ для сорбционно-диффузионных мембран— теплотой сорбции, в реакционно-диффузионных мембранах, кроме энтальпии растворения газов, заметный вклад вносит тепловой эффект химической реакции. В газодиффузионных мембранах энергия связи близка к нулю. [c.14]

Указанное представление процесса сильно идеализировано и ограничено областью малых растворимостей, отсутствием в матрице структурных деформаций при растворении.газа и химических реакций. Если непористые мембраны гетерофазны, а скорость сорбции растворенных газов на поверхности дисперсной фазы конечна, то процессы сорбции и диффузии в мембране протекают в одном масштабе времени, и в системе возможно возникновение локально-неравновесных состояний. [c.16]

Рассмотрим особенности кинетики мембранных систем вдали от равновесия, используя одномерную модель процесса [4). Реакционно-диффузионная мембрана представляет собой открытую систему с распределенными реакционными параметрами. На границах этой системы происходит обмен веществом с газовой смесью в напорном и дренажном каналах в каждой точке пространства внутри мембраны (0<гхимические реакции и диффузия реагентов. В реакциях участвуют компоненты разделяемой газовой смеси, вещества матрицы мембраны и промежуточные соединения. Поскольку на граничных поверхностях поддерживаются различные внешние условия, в мембране в любой момент существует распределение концентраций реагентов i(r, т), в общем случае неравновесное. Движущая сила химической реакции — химическое сродство Лг, являясь функцией состава, также оказывается распределенным параметром. [c.29]

Скорость реакции, характеризующая прирост или убыль реагента в точке мембраны, очевидно, зависит от неравновесного состава / ( i, Сг,. .., Сп) и изменяется во времени и по координате. Реагенты диффундируют в мембране, причем ввиду сопряженности процессов возможно ускорение, замедление массопереноса и даже активный перенос отдельных реагентов Кинетическая модель мембранной системы, в которой исключен конвективный перенос, представляет систему одномерных нелинейных дифференциальных уравнений локального баланса массы реагентов [c.29]

Для выявления механизма мембранного переноса и целенаправленного синтеза мембран необходимо установить возможные состояния мембранной системы и их взаимные переходы при различных значениях управляющего параметра а. В качестве управляющего может быть использован любой параметр, вызывающий возмущение в системе, отклонение ее от исходного равновесного или устойчивого стационарного состояния. Поскольку основным неравновесным процессом являются химические реакции, естественно в качестве управляющего параметра использовать величины, влияющие на состав реагентов в каждой точке мембраны. Обычно используют концентрации переносимого компонента на границах мембраны в газовой фазе (С ) или (С/)", изменение которых влияет на приток или отток реагентов и вызывает возмущение как в распределенной системе в целом, так и в локальной области мембраны. [c.30]

Поскольку в мембранной системе переменные х и у характеризуют концентрации реагентов, а сами функции Рх(х, у) и Ру(х, у)—скорости реакции в точке мембраны, то состояние типа устойчивый узел соответствует бесколебательному режиму приближения системы к устойчивому стационарному распределению концентраций реагентов и постоянной скорости реакции. Состояния типа устойчивый фокус или устойчивый центр означают существование колебательного режима изменения концентраций и скоростей реакции в мембране, причем в первом случае происходит затухание колебаний и приближение к состоянию типа устойчивый узел, во втором-—колебательный механизм реакции сохраняется неограниченно долго за счет притока энергии и вещества извне. [c.33]

Мембраны в общем случае следует рассматривать как распределенные системы, кинетическая модель которых описывается дифференциальными уравнениями (1.26) или (1.27). В таких системах вдали от равновесия возмущения, являясь функцией времени и координаты, могут развиваться, конкурируя со стабилизирующими их диссипативными эффектами, обусловленными нелинейностью химических реакций. Анализ устойчивости подобных систем методом линеаризации достаточно сложен. В частности, для однородных в пространстве, но периодических во времени распределений концентраций в одномерной системе с одной переменной х получено следующее решение [4] для возмущения [c.37]

Исследуем влияние степени сопряжения и отношения движущих сил массопереноса и химической реакции на энергетическую эффективность мембранного процесса. Процесс буде.м считать изотермичным (Г=7 ср), проницание компонентов газовой смеси взаимно независимым, кроме того, допустим, что сопряжение с химической реакцией наблюдается только для целевого компонента 1, все остальные ( >1) мигрируют в матрице мембраны только под действием внешней движущей силы —А я.. [c.250]

Здесь, как и ранее в (7.35), в качестве затрат эксергии принята убыль эксергии энтальпии суммарного проникшего потока. Это оправдано, если процесс стационарен, вещества матрицы мембраны, участвующие в реакциях, нелетучи и образуют замкнутую цепь превращений, компоненты газовой смеси на выходе из мембраны сохраняют химическую природу, меняется лишь состав и давление проникающего газового потока. [c.251]

При определенных условиях на поверхности реакционно-диффузионной мембраны в дренажном канале можно поддерживать более низкие значения химического потенциала, чем в напорном канале (ц1"<[11 ) — это соответствует положительным значениям приведенной движущей силы при >0, т. е. происходит ускоренный реакцией массоперенос в направлении диффузии компонента под действием внешней движущей силы. Область стационарных состояний при и х>1 на рис. 1.2 заключена в правом верхнем квадрате, где происходит монотонное возрастание приведенной скорости массопереноса 1 1 г с увеличением движущей силы —ц/ОМг, хотя коэффициент ускорения при этом падает (см. рис. 1.4). Энергетическая эффективность такого процесса, определяемая общим соотношением (7.71), при этом также монотонно возрастает, причем сохраняется сильная зависимость к. п. д. от степени сопряжения. [c.253]

Уравнение (7.77) получено из общего выражения для диссипативной функции (7.42) с учетом соотношений для сопряженных потоков и перекрестных коэффициентов (см. уравнения разд. 1.2). Первая сумма в уравнении (7.77) оценивает рассеяние свободной энергии в диффузионных процессах в матрице мембраны для всех компонентов, которые приняты взаимно независимыми. Интегральное значение потерь эксергии за счет диффузии каждого компонента может быть вычислено по уравнениям (7.46) или (7.47), следует учесть, что распределение компонента 1 находится решением дифференциального уравнения диффузии, сопряженного с реакцией (см. разд. 1.4.2). Третья сумма в уравнении (7.77) оценивает рассеяние свободной энергии в цепи химических превращений, вторая сумма характеризует изменение свободной энергии в процессах переноса и химических превращениях, обусловленное их взаимным влиянием. Все составляющие первой и третьей сумм положительны — это следует из условия Ьц>0 и Lrr>0. Составляющие второй суммы могут быть отрицательны, это зависит от знака сопряжения Ljr O и направленности градиента ii. [c.254]

Пусть Ь — толщина пленки. Разобьем ее на тп участков, причем допускается, что разбиение может быть неравномерным толщину г-го участка обозначим Ц ( = 1,2,..., /те) выделим элемент мембраны единичной площади. Ясно, что в основе топологического описания физико-химических явлений внутри пленки лежит связная диаграмма сопряженных реакций и диффузии (рис. 2.6). При этом необходимо иметь в виду, что параметры К - и i Элe-ментов, а также размеры отдельных ячеек могут меняться от участка к участку. [c.133]

Стеклянный электрод. Он выполнен в виде колбочки из тонкого стекла, заполненной раствором кислоты, в которую погружен инертный проводник - платиновая проволока. В электродной реакции на поверхности стеклянной мембраны электроны не участвуют, а перенос электричества через границу обеспечивается переходом ионов Н" и раствора в стекло и обратно [c.114]

В (противоионы) свободно переходят через границу мембрана - раствор, органофильные анионы (активные подвижные центры) задерживаются в мембране, и поэтому анионы Х (коионы) практически не проникают из раствора в мембрану. Соединения АР и ВР могут диссоциировать по реакциям [c.46]

Заполнив опытную кювету указанным вышё раствором, добавляют требуемое количество гексокиназы и реакцию начинают внесением исследуемого препарата (митохондрии, митопласты, супернатант S2, внешние мембраны). Реакцию регистрируют 1—2 мин, чувствительность прибора калибруют внесением титрованного раствора H I и рассчитывают удельную активность в микромолях АДФ, превращенного за 1 мин в расчете на 1 мг белка. [c.413]

Фрей-Висслинг и Мюллеталер считают, что представления о симметричном строении мембран противоречат факту полярности этих образований и, в частности, хорошо изученной полярности плазмалеммы. Полярны функции поглощения и выделения веществ через отдельные участки мембраны, реакции на фиксацию осмиевой кислотой и т. д. [c.22]

К полученной эмульсии типа вода в масле , не прекращая перемешивания, добавляют 7,5 мл охлажденного 18 мМ раствора себацилхлорида в вышеназванной смеси органических растворителей. Раствор себацилхлорида готовят непосредственно перед употреблением путем растворения 0,03 мл дихлорида в 7,5 мл смеси растворителей. В результате диффузии 1,6-гексаметилендиамина из водной в органическую фазу на поверхности раздела фаз образуется полимерная мембрана. Реакцию образования полимерной мембраны на поверхности эмульсионных капелек проводят в течение 3—5 мин при перемешивании. Для прекращения реакции полимеризации к суспензии микрокапсул добавляют 15 мл вышеназванной смеси органических растворителей. [c.150]

О. Неправильно. Белки, связанные с гликозилированными молекулами фосфатидилинозитола, прикреплены к наружной поверхности плазматической мембраны. Реакция присоединения протекает в просвете ЭР, а внутренняя поверхность мембраны ЭР топологически эквивалентна наружной поверхности клетки. [c.373]

Иотюселективпые электроды отличаются от всех рассмотренных ранее тем, что у них обе граничащие фазы — мембрана и раствор — облпляют ионной проводимостью, и поэтому на их границе не про-исхичит собственно электрохимическая реакция с переиосом электронов. Процесс сводится здесь к обмену ионами между мембраной и раствором. Межфазную границу пересекают только ионы, заряд [c.172]

Д])угой тип мембраны — ионообменные мембраны — используют при очистке воды, проведении процессов элерстроосмоса и т, д. На них происходят ионообменные реакции, и они дают некоторый вклад в э.д.с., который обычно невелик и зависит от многих факторов. [c.207]

Мембраны ионоселективных электродов обладают большой специфичностью по отношению к определенному виду ионов возникающий прн этом потенциал составляет значительную часть э.д.с. соответствующей электрохимической снстемы. Если ионоселективный электрод сочетать с ферментом, сг[особным избирательно катализировать одну определенную реакцию, протекающую с участием ионов, по отношению к которым обратим этот электрод, то по изменению потенциала электрода можно следить за ходом реакции. Ионоселективные электроды применяются при изучении либо естественных, либо моделирующих их искусственных биологических мембран, что составляет одну из задач науки биоэлектрохимии, родившейся на стыке электрохимии и биологии. [c.207]

Непористые реакционно-диффузионные мембраны отличаются от прочих химической формой связи компонентов разделяемой смеси и исходного материала мембраны. Химические реакции приводят к образованию новых веществ, участвующих в транспорте целевого компонента. Массоперенос компонентов разделяемой газовой смеси определяется не только внешними параметрами и особенностями структуры матрицы, но и химическими реакциями, протекающими в мембране. В подобных системах за счет энергетического сопряжения процессов диффузии и химического превращения возможно ускорение или замедление мембранного переноса, в определенных условиях возникает активный транспорт, т. е. результирующий перенос компонента в направлении, противоположном движению под действием градиента химического потенциала этого компонента. В сильнонеравновесных мембранных системах могут формироваться структуры, в которых возникают принципиально иные механизмы переноса, например триггерный и осциллирующий режимы функционирования мембранной системы. Обменные процессы такого рода обнаружены в природных мембранах, но есть основания полагать, что синтетические реакционно-диффузионные мембраны в будущем станут основным типом разделительных систем, в частности, при извлечении токсичных примесей из промышленных газовых выбросов. [c.14]

В реакционно-диффузионных мембранах, где возникают, мигрируют и распадаются промежуточные химические соединения, массоперенос описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений, решение которых неоднозначно и сильно зависит от степени неравновесностн системы при этом в результате сопряжения диффузии и химической реакции возможно возникновение новых потоков массы, усиливающих или ослабляющих проницаемость и селективность мембраны по целевому компоненту. При определенных пороговых значениях неравно-весности, в так называемых точках бифуркации, возможна потеря устойчивости системы, развитие диссипативных структур, обладающих элементами самоорганизации. Это характерно для биологических природных мембран, а также для синтезированных полимерных мембранных систем, моделирующих процессы метаболизма [1—4]. [c.16]

Обязательными условиями возникновения автоколебательных режимов являются открытость системы и сильная нелинейность химических превращений, которые обязательно должны включать реакции автокаталитического типа, когда одни реагенты усиливают, а другие подавляют собственное образование. Реакционно-диффузионные мембраны при определенной модели химических превращений (типа брюсселятор—) вполне отвечают этим условиям. [c.37]

Скорость реакции определяется числом молей йещества п, убывающего или возникающего за счет химического превращения в объеме мембраны, соответствующей единице ее поверхности [c.250]

Подставив выражения для химического сродства Аг, скорости реакции Vrr и перекрестного коэффициента г в уравнение диссипативной функции (7.77) и интегрируя ifo по объему мембраны (см. 7.45), можно получить уравнение для расчета и анализа потерь эксергии в процессе селективного проницания через реакционно-диффузионную мембрану. Необходимое значение степени сопряжения массопереноса и химического превращения находят по уравнению (1.18) на основе опытных значений коэффициента ускорения Фь Предполагается также, что известно распределение концентраций всех компонентов разделяемой газовой смеои и веществ матрицы мембраны, участвующих в реакциях, как решение системы нелинейных дифференциальных уравнений (1.26). Энергетическая эффективность процесса при 7 = Гер оценивает эксергетический к. п.д., вычисляемый по уравнению (7.71). [c.255]

Следует отметить, что в настоящее время многими исследователями ускоренно разрабатываются и так называемые квазн-жидкие мембраны, принцип действия которых основан на протекании обратимой химической реакции материала мембраны (для кислых газов это обычно щелочи, или соли щелочных металлов) с выделяемым (целевым) компонентом и облегченным переносом этого компонента (обычно в виде комплекса с поглотителем) через мембрану. Применение такого рода мембран, отличающихся сверхвысокой селективностью ( апример, для смеси СО2—СНд значение фактора разделения может достигать нескольких тысяч) может позволить улучшить эффективность проведения процессов мембранного газоразделения, расширить область их применения. Однако мембраны этого типа пока еще не вышли из стадии лабораторных разработок [51, 57—59]. [c.286]

Приведем конкретный пример связной диаграммы процессов в полупроницаемой мембране для простейшего случая системы с компонентами А ж В, участвующими в реакции А В. Соответствующая диаграмма связи приведена на рис. 2.7, Если бы в реакции участвовало большее число компонентов, то каждому из них соответствовала бы своя (К—С)-цепочка диффузии, причем в каждой 1-й ячейке (К — С)-звено было бы связано через ТР-преобразователи сдвухсвязным диссипативным К-элементом химического превращения. По сути процесса в построенной диаграмме важно отразить тот факт, что молекулы-носители не проникают через границы мембраны, т. е. диаграммная сеть должна начинаться и заканчиваться К-элементами диффузионных сопротивлений, причем крайнее левое диффузионное сопротивление (на участке 1 ) и крайнее правое диффузионное сопротивление (па участке ) должны быть бесконечно велики (практически на несколько порядков выше, чем внутренние сопротивления). Для этого в связной диаграмме полное сопротивление диффузии /с-го компонента в г-й ячейке [c.133]

Новые образцы химического оружия, так называемые бинарные снаряды, в обтцих чертах описаны в энциклопедии [Kirk-Othmer,l )79]. Два реактива находятся в одном снаряде, где они разделяются специальной мембраной. Ни один из этих реактивов не является токсичным, но при срабатывании снаряда происходит разрыв мембраны, и в результате химической реакции образуется высокотоксичный нервно-паралитический газ. Очевиднс, что при такой конструкции значительно снижается опасность при производстве и хранении этих снарядов. [c.399]

Более эффективный привы, позволяющий осуществить сдвиг равновесия в оптимальных условиях ведения процесса, состоит в удалении из зоны реакции одного из образующихся компонентов - водорода или углекислоты. Удаление водорода возможно при размещении в слое катализатора элементов, изготовленных из тонких мембран на основе лалладиевых сплавов, селективно проницаемых для водорода. Термодинамические расчеты показали [7], что проведение конверсии метана с одновременным выделением водорода позволяет прк температуре 1000 К, давлении 2,0 МПа и соотношении пар метан 2 1 достигнуть глубины превращения метана 0,94 и получить водород высокой степени чистоты. Конструкция аппарата, обеспечивающего достаточную интенсивность подвода тепла и удаления водорода через палладиевые мембраны, сложна, поэтому процесс не реализован в промышленных масштабах. [c.57]

В данной работе реакцией присоединения к фуллерену ветвей поли-N-винилпирролидона (ПВП) (степень полимеризации п=40 и 70) через концевую аминогруппу были получены звездообразные водорастворимые производные фуллерена Сбо с различным числом ветвей. Ковалентное связывание ПВП с фуллереновым ядром было подтверждено соответствующими изменениями УФ спектров и спектров фотолюминесценции. Двух- и четырехлучевые образцы ПВП-Сбо, содержащие 7.4 и 2 вес. % фуллерена, были охарактеризованы методами молекулярной гидродинамики, оценены их молекулярные массы ММ и гидродинамические размеры в водных растворах. Было установлено, что в сравнении с образцами ПВП линейного строения той же ММ, не содержащими фуллерена, образцы ПВП-Сбо обладают более компактными размерами и большей трансляционной подвижностью, что может быть немаловажным фактором для мембрано-нроникающих способностей новых производных Сб . [c.90]

В-гречъих, сольватная оболочка вокруг ядра каждой частицы дисперсной фазы характеризуется определенными законами изменения компонентного состава, структуры, интенсивности и природы ММВ, устойчивости надмолекулярных структур, а следовательно, и свойств вдоль радиуса. Разнозвенность молекул органических соединений, составляющих сольватную оболочку, предполагает ее ажурность. В связи с этим можно допустить возможность проникновения молекул дисперсионной среды в эти пустоты, где они, очевидно, будут находиться в состоянии, отличающемся от состояния молекул в объеме дисперсионной среды. По этой же причине и вследствие относительной неустойчивости обратимых ассоциатов и комплексов, составляющих сольватную оболочку, она играет роль проницаемой мембраны для НМС как в сторону ядра частицы дисперсной фазы, так и в сторону объема дисперсионной среды. Кроме того, нельзя исключать возможность того, что сольватная оболочка обменивается молекулами составляющих его соединений с подобными молекулами, имеющимися в объемах, к ней примыкающих. Наконец,важно то, что сольватная оболочка в процессе карбонизации представляет собой реакционную подсистему и изменения ее состава происходят не только вследствие указанных выше причин, но и вследствие протекания химических реакций в ее объеме и на поверхностях соприкосновения с ядром и дисперсионной средой. Таким образом, нефтяная СДС является системой весьма чувствительной к воздействию различных внешних и внутренних энергетических факторов, интенсивность которых определяет степень изменения всех ее характеристик. [c.96]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология