Ячейки мембранные

Рис. 1. Схема ячейки мембранного электрода

Осмометры можно подразделить по принципу измерения осмотического давления и по диапазону измеряемого давления, от которого существенно зависит конструкция прибора. Измерение осмотического давления статическими методами проводится после наступления равновесия в системе раствор — мембрана — растворитель. В простейшем случае осмотическое давление измеряется по высоте столба жидкости. Недостатком статического метода является сложность определения момента наступления равновесия и значительные затраты времени. Для быстрых и точных измерений служит динамический метод. Идея этого метода заключается в измерении объемной скорости проницания через мембрану растворителя при различном давлении в ячейке (рис. 1-8). Интерполяцией данных в области прямого и обратного осмоса получаем значение осмотического давления. [c.38]

Если холинэстераза иммобилизована с помощью ковалентного связывания, то срок службы биосенсора возрастает Так, датчик, состоящий из рН-электрода с иммобилизованной на поверхности ацетилхолинэсте-разой (путем сшивки глутаровым альдегидом с альбумином), функционирует без изменения характеристик достаточно длительное время. С его помощью определяли паратион и севин на уровне 10 - 10моль/л Продолжигельность анализа 30 мин. Содержание паратиона и севина контролировали по относительному снижению отклика сенсора после внесения в ячейку аликвоты пробы. Заметим, что величина измеиения pH зависит не только от активности фермента, но и от буферной емкости раствора. Поскольку увеличение кислотности происходит лишь на мембране, а в объеме раствора pH остается практически постоянным, обычно применяют высокие (до 0,1 моль/л) концентрации субстрата и ячейки большого (100 мл и выше) объема. Кроме глутарового альдегида для иммобилизации холинэстеразы используют сополимеры акрил- и метакриламида, желатин. В последнем случае стеклянный шарик рН-электрода погружают в 5-10%-й раствор желатина, содержащий фермент, затем высушивают и обрабатывают водным раствором глутарового альдегида. Аналогичные мембраны используют и в датчиках на основе рН-чув-ствительных полевых транзисторов (911. [c.294]

Мембранное разделение газовых смесей основано на использовании селективно-проницаемых мембран. Наименьшей ячейкой мембранного массообменного устройства является мембранный элемент. Обычно мембрана представляет собой жесткую перегородку, разделяющую мембранный элемент на две рабочие зоны. В этих зонах, напорном и дренажном каналах, поддерживаются различные давления и составы смеси. Из напорного канала через селективно-проницаемую [c.417]

Измерительная ячейка мембранного кислородомера состоит из серебряного катода, имеющего больщую поверхность, и свинцового анода, находящегося в растворе бикарбоната и карбоната натрия. Поверхность катода отделена от анализируемой пробы газопроницаемой полимерной пленкой, через которую кислород из пробы диффундирует в измерительную ячейку. На катоде ячейки происходит восстановление кислорода. Сила тока, возникающего в измерительной ячейке, пропорциональна концентрации растворенного кислорода в анализируемой пробе. [c.240]

Двухкамерная электролитическая ячейка мембранного электролизера состоит из анодного и катодного пространства. Между анодом и катодом находится катионитовая мембрана. В анодное пространство электролитической ячейки поступает насыщенный рассол хлорида натрия, тщательно очищенный от многовалентных катионов. На аноде выделяется хлор, а ионы Na проходят через катионитовую мембрану в катодное пространство. На катоде выделяется водород и образуются ионы ОН , которые, соединяясь с ионами Na, дают щелочь. Потеря воды восполняется соответствующей подачей ее в катодное пространство. При этом в получаемой щелочи отсутствуют ионы СГ, так как мембрана не пропускает анионы. [c.66]

Безопасность производственного процесса. Создание мембранных электролизеров большой единичной мощности дает возможность резко сократить требуемое число электролизеров на заданную мощность производства. Так, для цеха электролиза мощностью 140 тыс. т в год едкого натра достаточно установить 14 биполярных мембранных электролизеров фильтр-прессного типа каждый с 80 электролитическими ячейками. Мембранные электролизеры большой единичной мощности можно располагать в одноэтажных производственных зданиях с мостовыми электрическими кранами небольшой грузоподъемности, так как масса электролизера не превышает 10—12 т. [c.70]

X SS при температуре инкубации. Во время промывания камеру периодически двигают взад и вперед для обеспечения протока буфера между ячейками. Мембранные фильтры вынимают и сушат на бумажном полотенце под лампой накаливания. [c.154]

Важным преимуществом обратного осмоса и ультрафильтрации является простота конструкции установок, которые включают два основных элемента устройство для создания давления жидкости и разделительную ячейку с закрепленными в ней полупроницаемыми мембранами, а в крупных промышленных установках — многосекционный аппарат, обеспечивающий необходимую поверхность мембран. Одним из достоинств разделения обратным осмосом и ультрафильтрацией является осуществление этих процессов при температуре окружающей среды, что имеет исключительно важное значение при разделении нетермостойких растворов. [c.17]

Аналогичный расчет проводится при использовании метода продавливания сжатого газа через мембрану (пузырьковый метод), пропитанную смачивающей жидкостью. Метод основан на вытекающей из уравнения Пуазейля и Лапласа зависимости между прилагаемым перепадом давления и скоростями продувания газа через мембрану, пропитанную жидкостью. Определение размеров пор пузырьковым методом производится с помощью ячейки, представленной на рис. Н-23. [c.100]

Мембрану 1 и подложку 2 зажимают между фланцами ячейки. Газ под давлением поступает в нижнюю камеру, равномерно распределяется п ней с помощью отбойника 5 и, пройдя через подложку 2 и мембрану 1, попадает в слой смачивающей мембрану жидкости 3, Момент начала появления пузырьков в слое жидкости над мембраной (т. е. начало открытия крупных пор в мембране) определяется визуально (камера 4 изготовляется из органического или силикатного стекла). [c.100]

Ячейки для определения размера пор пузырьковым методом (а) и методом продавливания жидкости через мембрану (б) [c.100]

В качестве проникающей и смачивающей жидкостей использовалась вода и изобутиловый спирт (при 293 К величина а =1,83-10 Н/м). Испытание мембран проводилось в условиях термостатирования. Проникающая жидкость была отделена от газа, с помощью которого создавалось давление в ячейке, разделительной диафрагмой, что исключало изменение величины а вследствие растворения газа. [c.105]

Для исследования характеристик полупроницаемых мембран может быть использована установка (рис. 111-1) с циркуляцией раствора в системе с помощью плунжерного насоса 1. Раствор из расходной емкости 3 проходит через фильтр предварительной очистки 2 в гидроаккумулятор 5 для сглаживания колебаний давления, предварительно заполненный инертным газом (азотом) до давления, составляющего 30—40% от рабочего. Рабочее давление регулируется с помощью дроссельного вентиля 8 и контролируется по показаниям манометра 6. Далее раствор поступает в разделительную ячейку 9, пройдя которую возвращается в расходную емкость 3. Фильтрат собирается в сборник 10. Байпасная линия 4 предусматривается для удобства обслуживания установки промывки насоса и системы, смены раствора и т. п. Для проведения опытов по изучению влияния температуры раствора на характеристики процесса поверхность гидроаккумулятора 5 покрывают нагревательной электрической спиралью, а регистрирующий термометр помещают на выходной линии после дроссельного вентиля 8. Разделительная ячейка может быть различной конструкции, но обязательным ее элементом является пористая подложка под мембрану, которая воспринимает рабочее давление, но должна свободно пропускать к сливному отверстию проникающую через мембрану жидкость. [c.110]

Другая разновидность разделительной ячейки (тип II) представлена на рис. III-3. В этой ячейке турбулизация раствора обеспечивается только увеличением скорости потока. Раствор прокачивается через ячейку 1 над мембраной 4, лежащей на подложке 3 (как и в ячейке [c.111]

Для удобства исследования влияния некоторых факторов (например, концентрации) на характеристики полупроницаемых мембран разработана конструкция ячейки (тип III), принцип действия которой ясен из рис. III-5. Давление в рабочей емкости 1 создается с помощью сжатого инертного газа. Жидкость перемешивается лопастной мешалкой 6, приводимой во вращательное движение магнитами 5, жестко закрепленными на подшипнике, вращающемся вокруг рабочей емкости 1. [c.112]

Схема (а) и общий вид (6) ячейки для испытания мембран [c.112]

Схема ячейки (тип IV) для капиллярно-пористых стеклянных мембран [c.114]

Схема ячейки (тип V) для трубчатых динамических мембран [c.114]

Для исследования процесса разделения с помощью капиллярно-пористых стеклянных мембран может быть использована ячейка (тип IV), представленная на рис. III-7. Ячейка состоит из трубчатого корпуса 1, в который ввинчивается трубная рещетка 2 с вклеенными эпоксидной смолой капиллярами 3. Противоположный конец капилляров запаян. Для увеличения турбулизации разделяемого раствора пространство между капиллярами можно заполнить мелкозернистым материалом. [c.115]

Ячейка (тип V) для изучения процесса образования динамических мембран, в которых в качестве основы используются пористые трубки, представлена на рис. III-8. Пористая трубка 4 (рис. III-8, а) закрепляется в корпусе 3 ячейки с помощью гаек 1 и сальниковых уплотнений 2. Исходный раствор может подаваться как внутрь пористой трубки 4 (как показано на рисунке), так и снаружи (т. е. в кольцевой зазор между корпусом 3 и пористой трубкой 4). Более просто устроена ячейка без корпуса (рис. III-8, б). [c.115]

Рассмотрим ячейку с номером i как емкость, в которую из (г — 1)-й ячейки поступает газовая сме ь с известным составом Сi-i- Часть поступившего в г-ю ячейку газа проникает через мембрану в (TV + г)-ю ячейку, а оставшаяся часть переходит в следующую ( -f 1)-ю ячейку. Величина проникающего потока Ji компонента к из i-й ячейки в (N )-ю определится из выра- [c.374]

В этих уравнениях левая часть определяет изменение количества компонента к в каждой ячейке. Первый и второй члены правой части определяют накопление компонента вследствие поступления его из предыдуш ей ячейки и уноса в следуюш,ую, а третий — изменение количества компонента за счет проникания через мембрану. [c.376]

Наименьшей ячейкой мембранного массообменного устройства является мембранный элемент, состоящий из напбрного и дренажного каналов, разделенных селективно-проницаемой перегородкой. Тип элемента определяется геометрией разделяющей поверхности (плоские, рулонные, трубчатые, волоконные) и организацией движения потоков газа (прямо-и противоточные, с перекрестным током, с рециклом разделяемой смеси и т. д.). Напорный канал элемента плоского типа образован селективно-проницаемыми стенками, ориентированными горизонтально или вертикально. В элементах трубчатого типа напорный канал ограничен внутренней поверхностью одной трубки или наружной поверхностью нескольких соседних трубок. Разделительная перегородка обычно состоит из собственно мембраны, пористой подложки и конструктивных деталей, обеспечивающих механическую прочность и жесткость. Массовые потоки в мембране и пористой подложке ориентированы по нормали к разделяющей поверхности. [c.10]

Аналогично записывается выражение, определяющее давление в ячейках зоны НД. Выражение зависит от организации потока и для противотока в мембранной колонне непрерывного действия имеет вид [c.377]

Показано, как формализованная система уравнений при наличии освоенной системы преобразований этих уравнений позволяет легко и надежно применять термодинамические закономерности к любому виду равновесий. Такое применение рассмотрено для ряда проблем электрохимические системы (растворы электролитов, мембранные равновесия, гальванические ячейки), системы в поле тяготения и в центробежном поле. [c.5]

При определении размеров пор по методу продавливания жидкости через мембрану используют ячейку, представленную на рис. 11-23,6. В нижнюю камеру 4 заливается изобутиловый спирт, который смачивает мембрану 1, проникая через крупнопористую подложку 2. В нижней части камеры 4 находится вода для обеспечения непрерывного смачивания изобутиловым спиртом мембраны и создания гидрвзатвора для исключения утечки изобутилового спирта из ячейки. В верхнюю камеру 4 заливается проникающая жидкость (бидистиллированная вода), которая с помощью сжатого газа продавливается через мембрану с постоянной скоростью. Момент открытия пор максимального радиуса определяют визуально по появлению капель протекающей жидкости в слое смачивающей жидкости. При дальнейщем увеличении давления подсчет числа капель затрудняется и расход проникающей жидкости контролируется измерителем. [c.101]

Разновидность диафрагменного способа — более совершенный процесс электролиза в электролизерах с ионообменной мембраной. В таких электролизерах анодное и катодное пространства разделены полимерной мембраной, которая предотвращает попадание хлорида натрия из анодного пространства в которое подается рассол, в катодное и препятствует переносу ионов ОН к аноду электролизера. Хлор выделяется на аноде и выводится из анодного пространства вместе с обедненным рассолом. Ионы натрия и частично молекулы воды проходят через мембрану к катоду, куда подается вода в количестве, необходимом для образования щелока заданной концентрации. Электролизеры мембранного типа различаются числом ячеек (от 40 до 80) и имеют мощность до 80 тысяч тонн в год по гидроксиду натрия. В отличие от электролизеров с асбестовой диафрагмой нагрузка на ячейку (сила тока) значительно ниже и не превышает 7,5 кА. Поэтому электролизеры с ионнообменной мембраной значительно экономичнее диафрагмен-ных. [c.342]

При определении -потенциала порошкообразных материалов мембрану из исследуемого порошка помещают во втулку 6. При использовании жестких мембран они устанавливаются в ячейке вместо втулки 6. При работе с мембраной, приготавливаемой из порошка, втулку 6 устанавливают на сухую гипсовую пластину и при помощи шпателя набивают втулку влажным осадком (из данного порошка). Мембрана должна быть плотной, без раковин. Втулку с мембраной закрывают с обеих сторон прокладками из фильтровальной бумаги 7 и устанавливают в одной из половин ячейки. Затем обе части корпуса ячейки плотно соединяют при помощи накидной гайки 4. [c.98]

Другой разновидностью мембранных аппаратов является центробежная установка, состоящая из вертикальной центрифуги, обечайка ротора которой выполнена в виде полупроницаемой мембраны, зажатой между двумя слоями пористого материала. Последние служат для равномерного распределения потока по площади мембран и для придания обечайке необходимой прочности. Раствор подается внутрь ротора через питающую трубу или через полый вал. Скорость вращения ротора II его размеры подбираются так, чтобы на мембрану действовало необходимое давление. Фильтрат отводится со всей поверхности мембраны в неподвижный кожух аппарата, а концентрированный раствор — переливом через борт ротора. Диаметр переливного борта больше диаметра птающей трубы, поэтому раствор движется вдоль ротора самотеком. Отмечаются высокие экономические показатели работы установок с центробежными аппаратами. К недостаткам таких установок относятся более сложные устройство и монтаж разделительной ячейки. Но установка в целом значительно упрощается, так как в системе отсутствуют насосы высокого давления. Центробежные аппараты более перспективны для проведения ультрафильтрационных процессов, так как в этом случае вследствие меньших, чем при обратном осмосе, необходимых рабочих давлениях скорость вращения ротора аппарата сравнительно невелика. [c.166]

На рис. 6.14 дано сравнение экспериментальных и расчетных значений высоты мембранной колонны для разделения воздуха при работе с бесконечно большим флегмовым числом [24]. В качестве мембран (л = 35 шт.) использованы полые волокна из силиконового каучука 0 610X186 мкм. Внутренний диаметр опытной ячейки (мембранной колонны) 7,94 мм, толщина стенки 1,59 мм. Давление на выходе из компрессора поддерживали равным 0,223—0,227 МПа в дренажном (межтрубном) пространстве давление было равно атмосферному. Интересно отметить, что в напорном пространстве колонны давление изменялось не более чем на 0,009 МПа. [c.220]

В заключение следует отметить, что важную роль в осмыслении природы селективности ионного обмена сыграли развитые в 50-е гг. модельные представления, построенные на аналогиях системы ионит —раствор с уже изученными ранее системами осмотическими ячейками, мембранным равновесием (Бауман и Эйхгорн, Грегор), концентрированными растворами электролитов (Глюкауф), растворами линейных полиэлектролитов (Райс и Гаррис, Качальский). [c.683]

Анализируемый раствор отделен от ячейки мембраной, изготовленной из полимера, которая проницаема только для газов. Исследованы различные пленки из полимерного материала на проницаемость кислорода. Найдено, что при одинаковой толщине пленки поток кислорода увеличивается в ряду сополимеры, тетрафторэтилен и эти-ленполипропилен — полистирол — полиэтилен. Наиболее воспроизводимые результаты получены на пленке Ф-4МБ-2, изготовленной отливкой. Увеличение предельного диффузионного тока достигается увеличением поверхности мембраны. Диапазон измеряемых концентраций кислорода составлял 0,01—0,4 мг/л. Относительная ошибка определения не превышала 5%. Метод применен для определения кислорода, растворенного в растворах солей. Рис. 2, библ. 7 назв. [c.238]

На этом рисунке буквой Н обозначены водородные электроды, которые погружены в два отделения ячейки, разделошые ме1мбраной (слева — раствор, в котором находится ион R). Из,меряемая разность потенциалов двух водородных электродов равна пулю, так как фактическая разность нх потенциалов компенсируется мембранным потенциалом. 5 — солевые мостики, ведущие к каломельным полуэлементам э.д.с. между этими полу элементами и (СТЬ мембранный потенциал. [c.575]

Осмометры с вертикальной мембраной наиболее широко применяют для измерения осмотических давлений растворов средних концентраций. На рис. 1-11 изображен осмометр Фуосса — Мида [41]. Он позволяет определять осмотическое давление как динамическим, так и статическим методами. Достоинством этого осмометра является быстрое время наступления равновесия, однако он отличается некоторой сложностью конструкции. Осмометры подобного типа были разработаны Хелфрицем [42], Жуковым и др. [42—44]. Ячейки с целью уменьшения объема изготовляются в виде фланцев с каналами. Мембрана одновременно служит прокладкой. Капилляр 3 сравнения служит для оценки высоты поднятия жидкости под действием капиллярных сил. Модифи- [c.39]

Наиболее важными структурными свойствами мембран являются их химическая природа, наличие заряженных частиц (на молекулярном уровне) и микрокристаллитной структуры (надмолекулярный уровень), пористость (размер пор, распределение пор по размерам и плотность, объем пустот), тип ячейки и степень асимметрии. Наиболее важными технологическими свойствами мембран являются проницаемость и селективность. Хотя большинство этих параметров и можно более или менее точно определить, они могут меняться со временем или с изменением рабочих условий. Поэтому такие вторичные свойства, как сопротивляемость сжатию, термостойкость, стойкость к гидролизу или микробному разложению, также во многом определяют экономику данного процесса и даже саму возможность его промышленного осуществления. [c.64]

Мембранный элемент (рис. 111-11,6) диаметром 450 мм и площадью фильтрации 0,21 м состоит из двух мембран 4, уложенных по обе стороны дренажного слоя 1, образованного между двумя латунными сетками с ячейками размером 71 мкм. Под мембрану уложен лист ватмана 3 для улучшения условий ее прилегания к дренажному слою. Между ватманом и латунной сеткой располагаются кольца 2 из тонкого жесткого материала, предохраняющие мембраны и ватман от продавливания в ячейки сетки в зоне обжатия. Этим обеспечивается надежный отвод фильтрата из дренажного слоя мембранного элемента наружу. В районе переточных отверстий мембраны и латунные сетки приклеены клеевой композицией на основе клея Циакрин . Конструкция аппарата позволяет подбирать необходимый гидродинамический режим течения раствора, изменяя толщину уплотнительных прокладок и число мембранных элементов в каждой секции. [c.119]

K2SO4, aS04, А12(504)з, а также бинарные смеси этих солей. Оказалось, что в условиях действия электрического заряда происходит значительное разделение не только противоионов (рис. 1V-25), но и Кононов (на мембранах, изготовленных из всех упомянутых выше материалов, были получены аналогичные результаты). Из рис. IV-25 следует, что подвод в обратноосмотическую ячейку электрического заряда коренным образом изменяет процесс разделения раствора. В процессе обратного осмоса происходит в основном отделение растворителя от растворенного вещества. В той же ячейке, но при условии наведения электрическим полем на мембранах заряда, происходит разделение ионов растворенного вещества. [c.198]

Показана [174] возможность использования обратного осмоса для определения координационных чисел гидратации на примере ионов К+ и Li+. В основе предлагаемого метода лежит явление прекращения перехода раствора через мембрану из ацетата целлюлозы, когда концентрация электролита превышает ГПГ. Опыты проводились в ячейках типа И или III (см. рис. III-3 и III-5). В предварительных экспериментах было подтверждено определенное ранее значение ГПГ для Na l, равное 3,96 моль/л воды. Исходя из принятых на основе литературных данных значений координационного числа гидратации л ча = 6 (см. стр. 202), [c.212]

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]

Далее устанавливают градуированные капилляры и проверяют герметичность ячейки. Если положение менисков жидкости в капиллярах не изменяется в течение 3—5 мин, это показывает, что прибор герметичен. Прибор подключают к источнику постоянного тока, включают тумблер сеть и по секундомеру измеряют время прохождени5[ мениска жидкости между делениями капилляра. По направлению д[и жe-ния жидкости через мембрану к тому или иному электроду определяют знак заряда частиц. Кроме того, по миллиамперметру фиксируют значение силы тока. Затем тумблер сеть выключают, изменяют полярность электродов переключателем полярности и снова проводят измерение. [c.98]

Из выделенных осадков А12О3 поочередно готовят мембраны. Мембрану устанавливают в электроосмотическую ячейку, наливают в нее соответствующий ей равновесный раствор А1С1з (фильтрат) и измеряют время т переноса жидкости в капилляре, как описано выше. Для данной системы выполняют 5—6 измерений и находят среднее время Т1 р прохождения мениска между отсчетными делениями капилляра. После этого ячейку разбирают и промывают дистиллированной водой. Таким обра ом проводят измерения для всех приготовленных мембран. [c.99]

Все эти требования трудносовместимы. Существует около 50 конструкций осмометров, из которых даже наилучшие, например осмометр Фуосса и Мида (1943 г.), не лишены недостатков. Разработано также множество рецептов для приготовления полупроницаемых мембран в последнее время их изготавливают в основном из синтетических полимеров. Особыми, весьма сложными методами удается изготавливать мембраны, с помощью которых можно определять молекулярные массы до 2000, однако обычно считается, что мембранами можно разделить (не пропускать) молекулы с массой более 30 ООО. Кроме методов, основанных на измерении равновесного уровня жидкости в осмометре, используются и остроумные динамические методы, в которых осмотическое давление рассчитывается из скорости проникновения растворителя в осмотическую ячейку. Это значительно сокращает время измерений. [c.44]