Доннана мембраны равновесие

Рассмотрим систему, такую же как и в пункте а., но теперь предположим, что мембрана проницаема не только для ионов бинарного электролита, но также и для растворителя. В этом случае для равновесия вообще является необходимым, чтобы обе фазы находились при различных давлениях. Простые примеры таких равновесий были рассмотрены впервые Доннаном. Поэтому они обычно называются равновесием Доннана. Общая теория их была разработана Доннаном и Гуггенгеймом. [c.256]

Если два раствора электролита разделены мембраной, непроницаемой хотя бы для одного из ионов (обычно это ион коллоида), то все остальные ионы распределяются по обе стороны мембраны неравномерно. Это сказывается на величине измеряемого осмотического давления коллоидного раствора, а также проявляется в обнаружении разности потенциалов между коллоидным раствором и равновесной с ней жидкостью. Данное явление было открыто в 1911 г. Доннаном и получило название мембранного равновесия или равновесия Доннана. Очень близко связаны с этим явлением так называемые суспензионный и золь-концентрационный эффекты. [c.305]

Мембранное равновесие Доннана. Присутствие в организмах солей белков, отделенных клеточной мембраной от растворов электролитов, приводит к перераспределению электролитов и соответственно влияет на осмотическое давление по обе стороны мембраны. Перераспределение электролитов подчиняется выведенному Доннаном уравнению мембранного равновесия. [c.193]

Мембранное равновесие — соответствующее равновесие между ионами по обе стороны мембраны, разделяющей два раствора с различными составами. См. Уравнение Доннана. [c.190]

Идеальной ионной мембраной называется такая мембрана, которая способна пропускать ионы лишь одного заряда. Это свойство обусловлено эффектом равновесия Доннана между ионными группами, фиксированными в мембране, и ионами, находящимися в растворе. [c.629]

Мембранный потенциал в случае ионоселективной мембраны, проницаемой для растворителя и всех видов ионов, кроме какого-то одного вида , — потенциал Доннана Дфа — после установления термодинамического равновесия между обоими растворами определяется следующими формулами. [c.24]

Когда ио нитовая мембрана погружена в раствор электролита, ТО оба иона соли проникают внутрь (мем(браны до тех пор, пока не будет достигнуто тер.модинамическое равновесие. В этом случае теория равновесия Доннана может быть выражена уравнением [c.145]

Доннана для идеальных растворов коэффициент активности принимался равным единице. В этом разделе будет уделено внимание равновесию ионного обмена и вопросу о значении коэффициента активности, так как последний является важным параметром при точной работе по определению мембранных потенциалов и диффузии электролитов через мембраны. [c.53]

Такое определение состояния, выбранного для сравнения, логично, когда ионообменное равновесие относится к гомогенному, т. е. когда распределение подвижных ионов А, В и X в водных фазах на противоположных сторонах полупроницаемой мембраны подчиняется теории Доннана. [c.59]

Полученное уравнение позволяет формулировать условие равновесия Доннана следующим образом равновесие достигается, когда произведение концентраций двух способных к диффузии ионов (анион и катион) по одну сторону мембраны равно произведению концентраций тех же ионов по другую сторону мембраны, в нашем случае ионов Ка+ и С1 . [c.357]

Распределение ионов электролита по обе стороны мембраны было впервые теоретически обосновано Доннаном и получило название теории мембранного равновесия Доннана. [c.63]

Явление неравномерного распределения какого-нибудь электролита по обе стороны мембраны под влиянием коллоидного электролита называется мембранным равновесием Доннана. [c.209]

В следующей таблице приводятся данные Доннана, иллюстрирующие распределение поваренной соли по ту и другую сторону мембраны после достижения равновесия. [c.212]

Впоследствии само явление неравномерного распределения какого-нибудь электролита по обе стороны полупроницаемой мембраны под влиянием коллоидного электролита получило название мембранного равновесия Доннана. [c.389]

Доннановское равновесие. В 1911 г. Доннан опубликовал свою известную теорию мембранного равновесия. Она сыграла большую роль в разрешении многих физических и биологических проблем. Равновесие Доннана возникает каждый раз, когда ион или заряженная частица каким-нибудь образом задерживаются в своем движении. Классическим примером такой задержки является мембрана, через которую заряженная частица не может пройти. Рассмотрим очень простой случай, показанный на рис. 79. [c.350]

В качестве иона, не способного к диффузии через мембрану, обычно считают белок, но это может наблюдаться и в случае других ионов менее крупного размера, если они каким-либо образом фиксированы на поверхности клетки или на других поверхностях раздела. Интересным примером непроницаемости мембран для малых ионов служат мембраны эритроцитов. Эти клетки содержат значительно больше белка, чем плазма, и если бы их мембрана была проницаемой для всех малых ионов в соответствии с равновесием Доннана, то эритро- [c.278]

Осмотическое давление растворов ВМС может существенно зависеть от содержания в растворе низкомолекулярного электролита. Зависимость осмотического давления от pH среды для раствора желатины показана на рис. 6-7. Как видно из приводимых данных, на осмотическое давление влияет не только pH среды, но и тип электролита. Расчет осмотического давления проводят по уравнениям, полученным из теории мембранного равновесия Доннана [239], которая учитывает неравномерное распределение низкомолекулярного электролита по обе стороны мембраны. В этом случае между жидкостями с обеих сторон мембраны появляется разность потенциалов, которую с достаточной точностью можно рассчитать по уравнению Нерн-ста [c.161]

При высоких концентрациях ионов в электролите мембраны теряют свою избирательность в силу того, что по равновесию Доннана концентрация противоиона в мембране становится больше, чем соответствующая концентрация закрепленного иона мембраны. Для поддержания электронейтральности в мембрану поступают и ионы того же знака заряда, что и закрепленный ион, но уже в подвижном виде. Участвуя в переносе тока, эти ионы нарушают избирательность мембраны. [c.66]

Таким образом, мембранное равновесие Доннана помогает понять причины неодинакового содержания электролитов по сторонам свободно проницаемой для них мембраны, а также причины некоторого различия в величине осмотического давления между клетками и межтканевой жидкостью. Последнее обстоятельство является одной из причин эластичности тканей, их тургора. [c.252]

Здесь мы опять имеем дело с равновесием мембраны Доннана. Обозначим концентрацию ионов по одну и другую стороны мембраны I и П через жм+, х х-, жм+, и хк-. При добавлении М+Х осмотическое давление становится равным пт [c.285]

Такое расхождение между экспериментальной и теоретической кривыми может свидетельствовать о том, что в норме мембранный потенциал создается не только калием, но и другими ионами. Действительно, при рассмотрении равновесия Доннана мы предположили, что мембрана в какой-то мере проницаема для С1 и Ыа+. Можно рассчитать равновесные потенциалы для каждого из этих ионов. Так, для натрия этот потенциал составляет [c.139]

Другой характерной особенностью массообменных процессов при использовании мембран является возникновение так называемого дон-нановского равновесия. Оно обнаруживается, когда мембрана с тонкими порами, проницаемыми только для ионов, но не для коллоидных частиц (полупроницаемая мембрана, например пленка коллодия), разделяет коллоидную систему или раствор полиэлектролита и чистую дисперсионную среду. В этих условиях часть ионов переходит через мембрану в дисперсионную среду многократно заменяя дисперсионную среду за мембраной, можно очистить дисперсную систему от примесей электролитов. Этот метод очистки дисперсных систем и растворов высокомолекулярных веществ от электролитов получил название диализа. [c.199]

Ультрафильтрацией иногда пользуются для получения ж-мицеллярнрй жидкости. Однако при этом следует помнить, что во время ультрафильтрации может происходить адсорбция электролитов на ультрафильтре и состав полученного ультрафильтрата может быть не идентичен составу дисперсионной среды. Кроме того, следует учитывать, что при этом уртанавливается мембран ное равновесие, или равновесие Доннана, характеризующееся, неодинаковым распределением электролитов по обе стороны мембраны (см. гл. XIV). [c.258]

Рассмотрим наиболее простой случай равновесия Доннана для вещества типа коллоидного электролита состава NaR. Пусть по одну сторону мембраны вначале имеем раствор NaR (I), а по другую —Na l (И) предположим, что мембрана проницаема для всех ионов кроме R". [c.305]

Из уравнения (XIII.4.3) следует, что после установления мембранного равновесия активность (концентрация) ионов по обе стороны мембраны неодинакова. Если в оба растворителя погрузить хлор-серебряные или каломельные электроды, то между ними возникнет разность потенциалов. Образуется концентрационный элемент, ЭДС которого определяется отношением активностей. Эта ЭДС получила название потенциала Доннана. [c.407]

Физические причины возникновения доннановского потенциала легко объяснимы. Концентрация катионов в катионитовой мембране больше, чем в окружающих мембрану растворах, а концентрация анионов, напротив, больше в растворе, чем в мембране. Это приводит к диффузии катионов из мембраны в раствор и анионов из раствора в мембрану, в результате чего возникает электрическое поле, противодействующее стремлению ионов выравнять концентрации путем диффузии. Между растворами и мембраной устанавливается равновесие электрическое поле, поддерживающее это равновесие, измеряется величиной доннановского потенциала. Таким образом, мембранный потенциал рассматривается в виде суммы двух донна-новских потенциалов, возникающих на границе раздела мембрана — первый раствор и мембрана — второй раствор, и диффузионного потенциала, возникающего вследствие градиента концентрации по толщине мембраны. Перенос электрического тока в мембране осуществляется в основном в результате движения ионов только одного знака заряда, а именно противоионов. Это свойство мембраны и делает ее электрохимически активной. [c.142]

Часто свойства ионитов объясняются на основании представлений о доннановском равновесии. По теории Доннана, ионит рассматривают как мембрану, разделяющую два раствора (внешний и внутренний) и непроницаемую по крайней мере для одного вида ионов одного из растворов. Внутренний раствор обычно более концентрированный. Обмен ионов между двумя растворами происходит до установления мембранного равновесия. Термодинамическим условием равновесия является равенство произведений концентрации катионов и анионов по обе стороны мембраны. Так, для диффузии Na l через мембрану условием равновесия будет [Na] "] [С1 ] = [Na j f lf], где индексы I и 2 относятся к растворам по обе стороны мембраны. Однако в присутствии аниона А функциональной группы, неспособного к диффузии через мембрану, концентрация Na l по обе стороны мембраны различается и меньше там, где присутствуют осмотически неактивные анионы матрицы. Поверхность зерна ионита можно рассматривать как мембрану, непроницае- [c.147]

Высокой подвижностью противоионов и крайне низкой концентрацией коионов в фазе ионита, соответствующей равновесию Доннана, объясняется тот факт, что мембраны ионообменные селективно пропускают. чишь противоионы. Ото явление широко используют в различных улектролитич. процессах. [c.434]

Катионообменную мембрану изготавливают из полисульфонатной смолы, которая содержит высокие концентр ации отрицательно заряженных групп, фиксированных в сетке смолы. Благодаря эффекту Донна-на (см. мембранное равновесие Доннана [15]) анионы удаляются из пор мембраны, и перенос электричества через мембрану обеспечивается [c.129]

Другая группа теорий моделировала макромолекулу сферически симметричным облаком заряженных сегментов, удерживающих в своем поле все собственные противоиопы. В этом случае область, занятую макроионом, можно считать электрически нейтральной, т. е. приблизительно удовлетворяющей дон-нановской теории мембранного равновесия для раствора заряженных коллоидных частиц, отделенных полупроницаемой мембраной от раствора низкомолекулярного электролита. Грубо говоря, роль мембраны здесь играет внешний контур клубка, а набухание его обусловлено большой локальной концентрацией собственных противоионов внутри клубка, намного превосходящей их среднюю концентрацию в растворе, [c.70]

Эта проблема была решена методом Доннана [794, 795] при соблюдении двух условий. Согласно первому из них, растворы по любую сторону мембраны должны быть электронейтральными. Таким образом, если nij — молярность фиксированных зарядов в растворе, содержащем полиэлектролит, а Tos — молярность добавленной соли 1 1, то молярность сопутствующих ионов будет равна ть = Ms, а молярность противоионов Шс = nif тПд. в отдиализованной жидкости оба иона будут обладать одинаковой молярностью шь = т с = m . Так как при равновесии диффундирующий электролит должен иметь одинаковую термодинамическую активность по обе стороны мембраны диализатора, то [c.288]

Установление равновесия Доннана в живой клетке схематически показано на рис. 6.3. Предположим, что на первом этапе в рассматриваемой нами модели имеется лишь раствор электролита КС1, диссоциирующего на ионы К" " и 1 , и мембрана, пропускающая (хотя и в небольшой степени) оба этих иона. Видно, что на этом этапе (1) концентрации КС1 в обоих растворах будут одинаковыми (только при этом условии установится химическое равновесие по обе стороны мембраны) кроме того, содержание К и С1 в каждом растворе также будет одинаково, так как в противном случае эти растворы не были бы электронейтральными. [c.132]

Равновесие Доннана выведено для условия электронейтральности обоих растворов. Однако на этапе 2 в нашей модели не сохраняется осмотическое равновесие, так как по внутреннюю сторону мембраны раствор электролита более концентрированный. Для того чтобы разбавить этот раствор, вода диффундирует в клетку. В результате с внутренней стороны мембраны создается избыточное гидростатическое, или осмотическое, давление. В растительных клетках осмотическое давление действительно несколько выше, чем в окружающей среде, но эти клетки не разрываются, так как их стенки окружены плотной оболочкой из клетчатки. Однако такой защитный механизм, вполне пригодный в условиях неподвижной жизни растения, не может быть использован в клетках животных, ведущих активный, подвижный образ жизни. Осмотическое равновесие в животных клетках достигается благодаря тому, что недостаток электролитов в наружной среде компенсируется ЫаС1 (этап 3). Ыа+ не может входить Б клетку, так как мембрана для него относительно непроницаема. Благодаря этому Ыа+, содержащийся во внеклеточной среде, уравновешивает осмотическое давление внутриклеточных органических анионов. Этот механизм оказался очень удобным для клеток морских беспозвоночных животных, так как содержание ЫаС1 в морской воде достаточно ве- [c.133]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология