Поляризация растворителя концентрационная

Как и всем мембранным методам, обратному осмосу и ультрафильтрации свойственно явление концентрационной поляризации, которое заключается в увеличении концентрации растворенного вещества у поверхности мембраны вследствие преимущественного переноса растворителя через мембрану. В результате происходит падение проницаемости и селективности, сокращается срок службы мембран. Для уменьшения вредного влияния концентрационной поляризации необходимо турбулизовать прилегающий к поверхности мембраны слой жидкости, чтобы ускорить перенос растворенного вещества в ядро разделяемого раствора. Этого добиваются применением в лабораторных установках магнитных мешалок и вибрационных устройств, а в промышленных условиях увеличением скорости протекания жидкости вдоль мембраны и использованием различного рода турбулизаторов. [c.18]

Расчет концентрационной поляризации. В процессе разделения, например, жидких систем через мембрану проходит преимущественно растворитель. При этом концентрация растворенного вещества в пограничном слое у поверхности мембраны повышается. Повышение концентрации происходит до тех пор, пока диффузионный поток растворенного вещества из пограничного слоя в разделяемый раствор не уравновесится потоком растворенного вещества через мембрану с установлением так называемого динамического равновесия. [c.341]

При изучении анодного поведения алюминия необходимо учитывать наличие на его поверхности прочной оксидной пленки, которая способна в некоторых растворителях удерживаться даже при длительной поляризации, а также омической и концентрационной поляризации, после устранения которых в большинстве изученных растворителей растворение алюминия происходит без заметного перенапряжения. [c.111]

Электролизу подвергаются растворы солей меди во многих, в основном полярных растворителях [702, 414, 679, 243, 1161, 1234, 451, 1025, 1257, 405]. При этом более качественные осадки в большинстве случаев дают растворы солей одновалентной меди [243, 278, 190, 1025]. В целом электроосаждение происходит более трудно, чем в водных растворах, часто сопровождается как концентрационной, так и химической поляризацией. [c.141]

Концентрационной поляризацией условно называют повышение концентрации растворенного вещества у поверхности мембраны вследствие избирательного отвода растворителя через поры этой мембраны. Влияние концентрационной поляризации на процесс всегда отрицательно, так как она уменьшает движущую силу процесса вследствие увеличения осмотического давления из-за повышения концентрации растворенного вещества около мембраны. [c.433]

К — коэффициент массопередачи КП — концентрационная поляризация Кр — коэффициент разделения к, 0, р — расход концентрата, исходной жидкости и растворителя соответственно, м /с [c.373]

Эффективность фракционирования ультрафильтрацией снижается при воздействии ряда факторов, например, таких как взаимодействие макромолекул, образование пограничного слоя повышенной концентрации на границе раздела между мембраной и питающим раствором и взаимодействие системы мембрана — растворенное вещество. Появление пограничного слоя обусловлено концентрационной поляризацией, которая происходит в результате значительной потери растворителя из раствора на границе его раздела с мембраной. Вследствие взаимодействий системы растворенное вещество—растворенное вещество и растворенное вещество — мембрана этот пограничный слой иногда необратим и образует слой геля, который видоизменяет поверхность исходной мембраны. В таких случаях действующая УФ-мембрана фактически состоит из последовательно соединенных исходной мембраны и слоя геля. [c.65]

Роль ассоциации молекул при концентрационном гашении является несомненной. Весьма вероятно, что молекулы при ассоциации хотя и поглощают свет, но становятся неспособными его-излучать. Теория миграции энергии объясняет изменения поляризации люминесценции и времени затухания при концентрационном гашении, однако она не учитывает физико-химических изменений, происходящих с молекулами, специфичности действия растворителя, изменений спектров флуоресценции и некоторых других явлений. [c.21]

К — коэффициент массопередачи КП — концентрационная поляризация Кр — коэффициент разделения к, 0, — расход концентрата, исходной жидкости и растворителя соответ- р ственно 7 —длина межмембранного канала Р —рабочее давление над мембраной р — парциальное давление Д — универсальная газовая постоянная г — радиус поры мембраны (в активном слое) [c.11]

Как и всем мембранным методам, обратному осмосу свойственно явление концентрационной поляризации [2—3, 8, с. 28], которое заключается в увеличении концентрации растворенного вещества у поверхности мембраны вследствие преимущественного переноса растворителя через мембрану. В результате происходит падение проницаемости и селективности [9, 10], сокращается срок службы мембран. Для уменьшения вредного влияния концентрационной поляризации необходимо турбулизовать прилегающий к поверх- [c.10]

Процесс обратного осмоса отличается от ультрафильтрации областью применения и аппаратами. Недостатки метода обратного осмоса — процессы концентрационной поляризации и повышенное требование к уплотняющим устройствам аппаратов. Для удаления концентрированного слоя используют различные устройства, турбулизирующие поток ближней зоны раствора у мембраны (турбулизаторы, мещалки, струйные потоки и др.). При обратном осмосе размер молекул отделяемого растворителя соизмерим с размером молекул вещества в растворе (при ультрафильтрации различие было значительным). [c.220]

Если деполяризация свечения, наблюдающаяся при понижении вязкости растворителя, обусловлена изменением скорости вращения излучателя И среде, а концентрационная деполяризация обусловлена взаимодействием молекул люминесцентного вещества, то измене ние поляризации с частотой возбуждающего света, несомненно, связано со свойствами самого излучателя. Это вытекает 113 того, что изменение частоты возбуждающего света изменяет и предельные значения поляризации, которые соответствуют неподвижным молекулам. [c.122]

Преимуществами методов гипер- и ультрафильтрации являются простота аппаратуры возможность разделения растворов при нормальной температуре, выделения ценных продуктов, одновременной очистки воды от органических, неорганических и бактериальных загрязнений малая зависимость эффективности очистки от концентрации загрязнений в воде. Наряду с этим имеются и существенные недостатки. К ним относится явление концентрационной поляризации, заключающееся в увеличении концентрации растворенного вещества у поверхности мембраны вследствие преимущественного переноса через нее растворителя, а также необходимость проведения процесса при повышенном давлении в системе. [c.151]

Механизм обратного осмоса получил развитие в [70]. Согласно рассматриваемому там подходу процесс разделения обусловлен различным характером взаимодействия молекул растворителя и растворенного вещества с поверхностью пор мембраны. Для водных растворов существенную роль могут играть структурные эффекты, связанные с изменением состояния воды в тонких порах и перестройкой гидратной оболочки ионов и полярных молекул при прохождении через тонкую пору. Исходя из сказанного, для незаряженных мембран и неионных однокомпонентных растворов было получено следующее выражение для Я с учетом концентрационной поляризации [c.385]

Ультрафильтрация обычно применяется для фракционирования макромолекул, причем большие молекулы задерживаются мембраной, тогда как небольшие молекулы (как и молекулы растворителя) должны свободно проникать через мембрану. Чтобы правильно подобрать мембрану, производители пользуются концепцией молекулярной массы отсечения или просто отсечения пропускания (см. гл. IV). Однако нужно понимать, что не только молекулярная масса определяет селективность ультрафильтрационной мембраны. Большое влияние на наблюдаемое отсечение (или в общем случае на характеристики разделения) оказывает явление концентрационной поляризации. Например, мембрана с отсечением 40 000 всегда полностью проницаема для цитохрома с (М 14400). Однако в смеси цитохрома с и бычьего сывороточного альбумина (М 67 ООО) задерживается как альбумин, так и значительная доля цитохрома с. Причина этого заключается в концентрационной поляризации. Мембрана непроницаема для молекул альбумина, которые образуют на поверхности мембраны дополнительный слой, действующий как динамическая мембрана, способная задерживать молекулы цитохрома с. Кроме того, различные типы растворенного вещества, например, глобулярные [c.294]

На перенос растворенного вещества через мембрану оказывает влияние такое важное явление, как концентрационная поляризация. Это явление увеличения концентрации растворенного вещества, задерживаемого мембраной у ее поверхности вследствие избирательного перемещения растворителя через мембрану. Например, в случае осмотического процесса растворенное вещество, не имея возможности проникнуть через мембрану, накапливается в тонком пограничном слое у ее поверхности, где его концентрация становится выше, чем в основном объеме раствора. Эта увеличившаяся концентрация приводит к снижению эффективного давления вследствие увеличения осмотического давления раствора, определяемого концентрацией именно в пограничном слое, что ведет к снижению скорости процесса и к лучшей селективности. В некоторых случаях концентрация растворенного вещества в этой тонкой пленке может стать настолько высокой, что последняя делается очень вязкой и желеобразной. Диффузия через этот слой геля идет более медленно, чем через саму мембрану, даже при увеличении разности давлений по обе стороны мембраны. Поэтому при использовании мембраны в процессе молекулярного разделения важно уметь определять, контролируется ли процесс переноса вещества диффузией через мембрану или же диффузией через гелевый слой последнее указывает на необходимость регенерации или замены мембраны. Образование гелевого слоя, если его нельзя предотвратить, может произойти в течение нескольких минут от начала фильтрации. Коль скоро такой слой геля образовался, он становится определяющим фактором, который влияет на скорость потока больше, чем сама мембрана. [c.352]

Из формулы (IV. 120) следует, что при 100%-ной селективности мембрана пропускает только растворитель. Как правило, увеличение концентрации фильтруемой системы приводит к снижению проницаемости и селективности мембраны. В то же время С и ср увеличиваются с повыщением давления, конечно же, до определенного предела. Так как через мембрану преимущественно проходит растворитель, то у ее поверхности значительно увеличивается концентрация растворенных или диспергированных веществ. Это явление называется концентрационной поляризацией. Оно может привести к снижению скорости процесса, к осаждению растворенного вещества и коагуляции дисперсной фазы, к порче мембраны. Основной метод борьбы с концентрационной поляризацией — [штенсивиое пере.мепшванпе фильтруемой системы. [c.244]

Наложение давления на систему, где мембрана разделяет два раствора, также создает поле сил, порождающих потоки через мембрану. Силовое поле неизбежно вызывает поляризацию в высокодисперсных системах как электрическую (индуцированные диполи), так и концентрационную. Аналогично электродиализу, где поле порождает поток электричества (электрический ток), наложение давления создает поток массы жидкости (фильтраг(ию) и вызывает концентрационную поляризацию. Потенциал течения выравнивает ионные потоки противоионов и Кононов (стр. 201), но они отстают от потока растворителя, происходит задержка электролита перед входом в мембрану, разбавление на выходе, и профиль концентрации становится сходным с представленным на рис. ХП. 23, если внешнее поле отсутствует, а фильтрационный поток направлен справа налево. Явление задержки электролита при фильтрации через мембрану называется гиперфнльтра-цией или обратным осмосом (поскольку давление направлено навстречу возникающему осмотическому потоку) и приобретает огромное, все возрастающее значение для опреснения природных вод (см. гл. XVlH). [c.219]

Отличительной чертой процесса фильтрации раствора через мембрану является то, что концентрация растворенного вещества на поверхности перед мембраной больше, чем в толще раствора. Этот эффект называется концентрационной поляризацией. Отметим некоторые отрицательные последствия явления поляризации. Во-первых, увеличение поверхностной концентрации приводит к увеличению осмотического давления перед мембраной, в результате чего при заданном перепаде гидростатического давления на мембране АР увеньша-ется поток растворителя через мембрану (см. (6.58)). Во-вторых, согласно (6.59) увеличивается поток растворенного вещества через мембрану, что нежелательно. [c.104]

Электровыделение алюминия из ароматических растворителей [186, 460, 626, 187, 254] в отношении механизма и кинетики электродных процессов изучалось недостаточно. Характер полученных данных в основном качественный. Электровыделение алюминия из сложных комплексов происходит (при устранении омической и концентрационной составляющих поляризации) без заметного перенапряжения. Образование диссоциированных комплексов, которые определяют электропроводность раствора (по-видимому, они же разряжаются на катоде), является замедленным процессом. Роль диффузионных ограничений в кинетике процесса электровыделения алюминия уменьшается в ряду бензол > мезитилен > толуол > ж-ксисол > этилбензол. Основное влияние на кинетику процесса оказывают диссоциирующие и адсорбционные свойства растворителя [254]. Катодное выделение алюминия из ароматических электролитов сопровождается разрядом карбониевых ионов, например, в случае этилбензолового электролита разрядом катиона С6Н5С2Н5Н+. В электролитах на основе четвертичных аммони- [c.88]

Следовательно, на диполь н негомогенном поле действует сила S= i-d V dx , которая двигает его в направлении наибольщой негомогенности. В случае сферического электрода наибольшая негомогенность ноля имеет место на его поверхности, но сферическая симметрия приводит к выравниванию сил, при которой движение диполей не возникает. Однако, по Гейровскому, электрическое поле вблизи капельного электрода наряду с радиальной негомогенной составляющей имеет еще и тангенциальную составляющую, возникающую в результате экранирования капли концом капилляра поэтому диполи растворителя вместе с диполями деполяризатора, а также ионные пары притягиваются к поверхности электрода. В результате этого происходит движение раствора, к электроду подается большее количество деполяризатора и ток увеличивается. Наряду с возрастанием тока увеличивается падение потенциала в растворе iR, которое повышает негомогенность поля и увеличивает интенсивность тангенциального движения. Таким образом, происходит как бы автокаталитическое увеличение максимума до того момента, пока не наступает концентрационная поляризация капли, которая приводит к выравниванию электрического поля вблизи поверхности капли и прекращению движения. Поверхностноактивные вещества также способствуют тому, что электрическое поле около поверхности каплп становится гомогенным, поэтому в их присутствии не происходит конвекционного движения электролита. Так как изменение электрического поля в растворе происходит мгновенно, то это позволяет объяснить, почему в течение роста капли в тысячные доли секунды может возникать или подавляться тангенциальное движение электролита сразу во всей массе раствора. Если бы движение электролита вызывалось движением поверхности ртути, то после остановки движения поверхности электрода раствор, по мнению Гейровского, должен испытывать некоторую инерцию, которую, однако, наблюдать не удается. Принимая во внимание совместное влияние электрического поля и большой скорости вытекания ртути (см. максимумы второго рода), можно объяснить необычное явление, когда около одной капли одновременно происходит тангенциальное движение раствора в противоположных направлениях — к шейке и к нижней части капли [145] трудно предположить, чтобы поверхность ртути двигалась в двух направлениях. Тот факт, что в случае применения твердых электродов не происходит движение электролита, Гейровский объясняет тем, что у твердых электродов точная пространственная ориентация решетки способствует гомогенизации электрического поля у поверхности электрода. [c.421]

Температура. Хотя температура оказывает существенное влияние на характеристики осадка, предсказать ее роль практически невозможно. Повышение температуры приводит к снижению концентрационной поляризации за счет увеличения подвижности ионов и уменьшения вязкости растворителя. В то же время при повышении температуры из-за снижения перенапряжения может наблюдаться усиление образования газа. Оптимальную температуру для каждого конкретного процесса электролиза можно определито только экспериментально. [c.22]

В случае химической поляризации эффективная энергия активации обычно имеет величину порядка 10 000— 30 ООО кал моль, постепенно снижающуюся с ростом поляризации. В случае же концентрационной поляризации эффективная энергия активации значительно меньше и для разных растворителей имеет величину порядка от 2000 до 6000 кал1моль. Эти значения соответствуют энергиям активации вязкости в тех же растворителях. Значения энергии активации для концентрационной поляризации и для вязкости раствора совпадают при одноэлектронном механизме разряда ионов на электроде. При двух- и трехэлектронном механизме наблюдается соответственно удвоение и утроение величины эффективной энергии активации электролиза по сравнению с энергией активации вязкости. [c.48]

Баромембранным процессам свойственно явление так называемой концентрационной поляризации. Оно заключается в увеличении концентрации растворенного вещества у поверхности мембраны вследствие преимущественного переноса растворителя через мембрану. В результате падает удельная производительность (проницаемость) и селективность мембран, снижается срок их службы. Для уменьшения отрицательного влияния концентрационной поляризации турбулизируют прилегающий к поверхности мембраны слой жидкости, чтобы ускорить перенос растворенного вещества в ядро разделяемого раствора. Раствор турбулизируют увеличением скорости протекания жидкости вдоль мембраны, использованием турбулизато-ров, различных физико-химических воздействий (электрических и магнитных полей, ультразвука и т. п.). [c.9]

Однако обратный осмос и ультрафильтрация отличаются от фильтрования с образованием осадка или закупориванием пор перегородки и получением чистого фильтрата. При обратном осмосе и ультрафильтрацни осушествляется разделение раствора на растворитель и раствор с повышенной концентрацией растворенного вещества. При этом накопление растворенного вещества у поверхности мембраны недопустимо, так как оно приводит к резкому снижению проиицаемости и селек-тивностп действия мембраны (концентрационная поляризация). Для устранения этого необходимо постоянно обновлять слой жидкости у поверхности. че.мбраны. Таким образом обратный осмос и ультрафильтрация в некотором смысле аналогичны фильтрованию с непрерывным удалением слоя осадка с поверхности перегородки и получением чистого фильтрата и сгущенной суспензии. Однако следует отметить, что при ультрафильтрации. может образоваться гелевпдный слой на поверхности мембраны, снижающий производительность установки. [c.83]

На рис. 88 приводятся кривые поляризации, выхода и длительности свечения растворов флуоресцеина, эозина и трипафлавина, служащие для. проверки теории. Но осям абсцисс отложены логарифмы концентраций. Сплошные. линии — вычисленные теоретические кривые точки соответствуют опытным данным. В формулы (2.72), (2.73), (2.74), определяющие Р, и X, входят одни и те же эмпирические постоянные Хд, /,1 и /12. При построении кривых рис. 88 они подбирались для выран опия изменений одной из величин. При описании хода двух других величин их значения не изменялись и, таким образом, константы не являлись уже произвольными. Как видно из рис. 88, изложенная теория прекрасно описывает концентрационные изменения поляризации,, выхода и длительности свечения, однако в современном состоянии она не учитывает резких схЕектральных изменений, наблюдающихся при переходе к большим концентрациям, а равно температурного хода концентрационного тушения и специфики влияния растворителя. Все перечисленные физико-химические и спектральные изменения, происходящие в концентрированных растворах, рассматриваются теорией как отдельные явления, не связанные с физическим процессом индуктивного взаимодействия молекул. Как было указано выше, миграционная теория тушения предполагает, что выводы её относятся к растворам с не очень высокими концентрациями, в которых физих о-химические изменения люминесцентных молекул ещё не возникают. [c.188]

Концентрация раствора. С ростом концентрации разделяемого раствора проницаемость мембран уменьшается вследствие увеличения осмотического давления растворителя и влияния концентрационной поляризации. Снижение последней достигается турбули-зацией раствора. При значении критерия Рейнольдса 2000—3000 концентрационная поляризация практически отсутствует, однако турбулизация раствора связана с его многократной рециркуляцией, т. е. с затратами энергии, и приводит к накоплению взвешенг ных частиц в растворе и появлению биологических обрастаний. [c.153]

Tuj[bKO концентрационную поляризацию, если не учитывать начальной поляризации. Причины появления металлического иеренапряжения не ясны, но, повидимому, они специфичны для каждого отдельного случая. Ниже, на примере электролиза однохлористой меди, показано, как влияет замена растворителя на условия, опреде.ляю]Цие начальное выдс.ление металла. [c.465]

Явления концентрационной поляризации приводят к увеличению концентрации растворенного компонента у поверхности мембраны. В том случае, если этот компонент полностью задержив21ется мембраной, в условиях стационарности конвективный поток молекул данного компонента к поверхности мембраны будет равен противоположному по направлению диффузионному потоку в объем раствора, подающегося на мембрану. Следовательно, при 100% задержании молекул растворенного вещества их скорость в пограничном слое будет равна нулю. Уравнение УП-8 можно вывести из баланса масс, как это было показано в разд. УП-2. Из-за повышенной концентрации пограничный слой будет оказывать гидродинамическое сопротивление проникновению молекул растворителя через мембрану. В этих условиях и в отсутствие гелеобразования поток растворителя может быть представлен моделью сопротивления, состоящей из последовательности двух сопротивлений — сопротивления пограничного слоя Кы и сопротивления мембраны Ят- Схема этой модели дана на рис. УП-13. [c.410]

Концентрационная поляризация ( on entration polarization). Профиль концентраций в надмембранном потоке, при котором в слоях, прилегающих к мембране, концентрация растворенного вещества выше, чем в лучше перемешиваемом ядре потока. (При этом молчаливо предполагается, что растворенное вещество проникает через мембрану труднее, чем растворитель. Концентрация растворителя вследствие концентрационной поляризации уменьшается в примембранных слоях. — Ред.) [c.489]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология