Мембранный перенос

На рис. 1.3 показана модель мембранного переноса в виде эквивалентного электрического контура, в котором электродвижущая сила Ег является аналогом дополнительной движущей силы переноса, возникающей за счет химической реакции величины и Н п имитируют сопротивления соответственно в поверхностном барьере и в мембране при сопряженном и несопряженном переносе массы. Если в узлах контура приложена извне разность электрических потенциалов Аф (аналог разности химических потенциалов компонента по обе стороны мембран), то величина и направление результирующего тока зависят не только от коэффициентов сопротивления, но также от [c.21]

Разработана методика исследования мембранного переноса ДГХ методом ультрафильтрации. Определена проницаемость исследованных мембран, рассчитаны их селективности. Установлена зависимость проникающей способности растворов ДГХ от природы материала мембраны, диаметра пор и от размера, положения и гидро-фильности заместителей в молекулах ДГХ. Полученные зависимости описываются либо экспоненциальными, либо линейными уравнениями [c.85]

Рис. 1.3. Модель сопряженного мембранного переноса в виде эквивалентного электрического конт --ра [1]

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]

Строят график зависимости активированного ионами Са + дыхания от pH среды инкубации и анализируют возможные ее причины с учетом влияния pH а) на активность системы аккумуляции энергии (транспорт субстрата через мембрану, перенос электронов в дыхательной цепи, аппарат сопряжения) б) на активность переносчиков Са и неорганического фосфата в мембране в) на концентрацию истинного субстрата переносчика неорганического фосфата в связи с изменением соотношения различных ионных форм фосфата [c.459]

Простейшую мембрану можно приготовить, наливая раствор коллодия на поверхность ртути. После высыхания мембрану переносят в сосуд с водой, где ее хранят до момента использования. Мембраны могут быть также приготовлены наливанием коллодия на чистую поверхность стекла. [c.196]

В связи с образованием в органических растворителях растворимых координационных соединений с ионами щелочных металлов макроциклические соединения можно рассматривать как ионофоры, т. е. соединения, способные переносить через жидкостные и липидные мембраны ионы металлов. На этом свойстве основано разделение ионов с помощью жидкостных мембран [39], моделирование мембранного переноса с использованием макроциклических металлокомплексов в биохимии и биофизике [16] и т д [c.21]

Митохондрии окружены белково-фосфолипидной мембраной. Внутри митохондрий (в т. наз. матриксе) идет ряд метаболич. процессов распада пищ. в-в, поставляющих субстраты окисления АНз для О.ф. Наиб, важные из этих лроцессов-трикарбоновых кислот цикл и т. наз. р-окисление жирных к-т (окислит, расщепление жирной к-ты с образованием ацетил-кофермента А и к-ты, содержащей на 2 атома С меньше, чем исходная вновь образующаяся жирная к-та также может подвергаться Р-окислению). Интермедиаты этих процессов подвергаются дегидрированию (окислению) при участии ферментов дегидрогеназ затем электроны передаются в дыхат. цепь митохондрий-ансамбль окислит.-восстановит. рментов, встроенных во внутр. митохондриальную мембрану. Дыхат. цепь осуществляет многоступенчатый экзэргонич. перенос электронов (сопровождается уменьшением своб. энергии) от субстратов к кислороду, а высвобождающаяся энергия используется расположенным в той же мембране ферментом АТФ-синтетазой, для фосфорилирования АДФ до АТФ. В интактной (неповрежденной) митохондриальной мембране перенос электронов в дыхат. цепи и фосфорилирование тесно сопряжены между собой. Так, напр., выключение фосфорилирования по исчерпании АДФ либо неорг. фосфата сопровождается торможением дыхания (эффект дыхат. контроля). Большое число повреждающих митохондриальную мембрану воздействий нарушает сопряжение между окислением и фосфорилированием, разрешая идти переносу электронов и в отсутствие синтеза АТФ (эффект разобщения). [c.338]

Грамицидин способен быть ионофором, т.е. переносчиком ионов через мембраны. В частности, с его помощью через мембрану переносятся ионы К" , а также Na+ и других одновалентных катионов. [c.354]

Осмос относится к разряду молекулярно-диффузионных процессов, когда через мембрану переносится не вещество (из области высокой концентрации в область низкой концентрации), а растворитель Если заставить двигаться растворитель в обратном направлении через мембрану, то это и будет обратный осмос Превысить осмотическое давление в подобных случаях удается с помощью внешнего повышенного давления Обратный осмос рекомендуют обычно для понижения концентрации молекул или ионов в водных растворах (таблица 28) [c.254]

В работах /4—6/ описан процесс главным образом как средство деминерализации соленой воды. В работах /7,8/ обсуждаются способы приготовления ионоселективных мембран и явления при переносе через мембрану. Вопросы физической химии процессов мембранного переноса подробно рассмотрены в работах /9,10/. [c.12]

Расчет коэффициентов (З и Рз обычно представляет непростую задачу, поэтому при экспериментальном исследовании процессов мембранного переноса может определяться непосредственно коэффициент массопередачи К. [c.468]

Требования к очищенному рассолу. Ионно-обменные мембраны особо чувствительны к наличию в рассоле многовалентных катионов (Са2+, Mg2+, Hg +, Fe + и др.). Имея значительно меньшую подвижность по сравнению с ионами натрия, многовалентные катионы задерживаются у ионно-обменных групп мембраны, частично адсорбируясь на ее поверхности, тем самым блокируя и уменьшая обменную емкость мембраны )[315, 316]. Если содержание Са + и Mg + превышает пределы растворимости их гидроксидов, то образующиеся в щелочной среде малорастворимые соединения отлагаются на поверхности или внутри пор мембраны, вызывая деструкцию и уменьшение ее селективности. В результате снижается выход по току, возрастает напряжение, сокращается продолжительность работы мембраны. В случае малого содержания примеси кальция, когда выпадение твердой фазы не происходит, весь кальций, проникший в мембрану, переносится в виде иона кальция в католит и выводится с получаемой каустической содой, оставаясь в ней в виде примеси. Вредное действие оказывают также сульфаты, хлораты, гипохлориты и некоторые другие соединения, которые могут содержаться в рассоле. [c.220]

Разность химических потенциалов воды (ДМ) по обе стороны клеточной мембраны (если через мембрану переносится только вода) определяется уравнением [c.515]

При использовании набухающих мембран перенос тока осуществляется ионами электролита, поглощенного мембраной при ее набухании. В таком случае также может быть достигнута некоторая избирательность при диффузии и миграции ионов. Можно подобрать мембрану с таким набуханием, при котором сквозь мембрану будут проходить только ионы малого размера и задерживаться гидратированные ионы большого размера. [c.5]

Исходя из исключительно важной роли АТФ и других гидролитических ферментов в энергетике живых организмов, Митчелл разработал теорию химического просачивания в процессах мембранного переноса. Синтез АТФ осуществляется в клетках благодаря окислительному фосфорилированию в митохондриях (рис. 5.18). [c.175]

В работах Шульца и Стефановой [25] для объяснения селективных свойств ионитовых мембран привлечены различные возможные механизмы переноса ионов в мембране сольватационный, вакансионный, направленно диссоциационный. При сольватационном механизме электричество через мембрану переносят [c.13]

Эти соотношения являются двухпараметрическими нелинейными градиентными законами и обладают достаточной гибкостью для того, чтобы описать подавляющее большинство встречающихся на практике нелинейных эффектов мембранного переноса. Коэффициент D является близким аналогом классического коэффициента диффузии и имеет такую же размерность. Параметр X определяет степень нелинейности закона переноса и имеет размерность, обратную размерности градиента [c.123]

В методе электролиза с ионообменной мембраной перенос тока через нее осуществляется преимущественно катионами ионами натрия или калия. Это позволяет получать в катодном пространстве чистую щелочь и ограничить потери выхода по току из-за переноса ионов 0Н в анодное пространство. Чем выше селективность мембраны, тем выше выход по току. [c.161]

Подвижные и способные к обмену ионы ионита часто называют противоионами. В мембранах из стекла и из некоторых других материалов ионный обмен происходит только в поверхностном слое вследствие малой подвижности противоионов и отсутствия вакантных мест в толще мембран. Перенос тока внутри мембран осуществляется либо преимущественно анионами, либо преимущественно катионами, либо теми и другими. Эта электропроводность зависит от подвижностей ионов и от концентрации дефектов в ионитах. [c.55]

Основными переносчиками тока являются противоионы, движущиеся со своими сольватными оболочками какое-то количество электричества приходится на долю ко-ионов, влияющих на подвижность противоионов. Параллельно с этими процессами осуществляется электроосмотический перенос воды. Следует отметить еще тот факт, что при I через мембрану переносятся Н+- или ОН -ионы (соответственно для катионитовых и анионитовых мембран), образующиеся при диссоциации воды, которые для некоторых диафрагм могут переносить значительное количество электричества. Из литературы известно, что с разбавлением раствора при [c.129]

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]

Мембранный перенос массы является результатом сопряжения нескольких процессов, протекающих в мембране, прежде всего диффузии и сорбции компонентов газовой смеси существенно также влияние дополнительных связей, возникающих в мембранной системе при нарушении принципа аддитивности. Только в газодиффузионных пористых мембранах, где удается организовать свободномолекулярное течение, процессы проницания газов независимы. В общем случае процессы в мембранах вза-имно-обусловлены, а такие интегральные характеристики мембран, как проницаемость Л и селективность а, являются результатом сопряжения отдельных процессов. Сорбционно-диффу-зионная модель проницания чистых газов через гомогенные непористые мембраны служит примером сопряжения процессов поверхностной сорбции, растворения и диффузии. Предполагается, что характерные времена этих процессов существенно раз- [c.15]

В природных мембранах, где реализуются биохимические превращения при ЙГСГж4—8 кДж/моль (например сильнонеравновесные процессы — клеточного метаболизма), возможны переходы системы в качественно новые стационарные состояния с принципиально иным механизмом мембранного переноса. В частности, хорошо известны тригерные свойства ферментативных систем, способных скачкообразно менять режим функционирования. При определенных условиях возможно возникновение незатухающих концентрационных колебаний, подобных химической волне в известной реакции Белоусова — Жабо-тинского [7—И]. Поскольку имеются попытки моделировать [c.26]

На рис. 6 представлены градуировочные кривые для электродов, избирательных к ионам нитрата (кривая 1) и перхлората (кривая 2). В качестве ионита использованы комплексы металлов. Эти кривые отличаются от кривых для катионоизбирательных электродов (см. рис. 5) тем, что они имеют обратный наклон. Это объясняется тем, что через мембрану переносятся анионы и знак перед логарифмом в уравнении Нернста меняется на обратный. [c.18]

Характерной особенностью мембранных методов разделения является их сходство с выработанным природой за миллионы лет эволюции живых организмов направленным мембранным переносом в процессах обмена веществ между клеткой и внешней средой. Если рассматривать живые организмы на клеточном уровне, то можно считать, что именно процессы переноса через мембраны делают возможными дыхание, усвоение пищи, удаление продуктов жизнедеятельности, процессы синтеза и т. п. Ученые уже давно стремились исполЕаЗовать полупроницаемые мембраны для решения многих науч-, ных и технических задач, однако решающие успехи в этом направлении получены лишь сравнительно недавно благодаря развитию науки [c.5]

Для объяснения селективных свойств ионитовых мембран Шульц и Стефанова рассмотрели вероятные механизмы переноса ионов в мембране сольватационный, вакансионный, направленно диссоциационный. В случае первого механизма электричество через мембрану переносят свободные ионы. В этом случае [c.528]

Все применяемые диафрагмы можно разделить на две группы—пористые и ионообменные. В пористых диафрагмах перенос ионов осуществляется их миграцией через поры, заполненные раствором электролита в ионообменных мембранах перенос ионов представляет собой эстафетную передачу между диссоциирующими функциональными группами, входящими в состав полимера, образующего мембрану. [c.17]

При вспышке, вызывающей один оборот, через мембрану переносится два элементарных заряда на одну электронную цепь. При этом А () 50 мВ, при длительных вспышках Дгртах 200 мВ, при стационарном освещении 100 мВ. Поле создается наполовину реакцией в ФС1 и наполовину — в ФСП. [c.460]

При плотности тока выше предельной гидроксильные ионы, образующиеся у аыионообменных мембран, переносятся через анионообменные мембраны и смещают величину pH концентрированных растворов в сторону щелочных значений. Если растворы в камерах концентрирования содержат вещества, образующие в щелочной среде осадки, такие, как Са(НСОз)2, камеры концентрирования могут быть закупорены осадками и электродиализатор выйдет из строя. Это явление, СБизаииое с образованием твердых осадков, в некоторых случаях можно устранить подкислением концентрируемых растворов. [c.20]

Реальные ультрафильтрационные мембраны - это не просто сита, которые пропускают частицы в соответствии лишь с их размерами, молекулы внутри поры, заполненной жидкостью, вследствие взаимодействия с мембраной переносятся через мембрану вязким потоком с разной скоростью. В действительности растворенные вещества отчасти исключаются из переноса за счет действия химических сил, которые определяют растворимость (вандерваапьсовы сипы б случае незаряженных веществ и электро- [c.140]

По-существу, метод определения т) для процесса электродиализа является ориентировочным, так как не учитывает переноса воды, иногда дости аюи№Г0 20%. На эффективность использования электрического тока влияют неполная селективность ионитовых мембран, перенос ионов водорода л гидроксилэ, ток утечки, составляющий в лучшем [c.95]

Этот эффект можно объяснить, если учесть, что энергия активации электропроводности Е катионита в натриевой форме больше, чем энергия активации электропроводности этого ионита в водородной форме [7]. Поэтому увеличение температуры должно приводить к уменьшению отношения подвижности ионов и, следовательно, к повышению выхода по току и росту степени ре-енерации ионита при заданной величине безразмерного времени [5]. Аналогичным образом можно объяснить рост степени регенерации анионита АВ-17 при увеличении температуры, если принять во внимание, что Есь УЕоуг- Не исключено, что еще одной причиной, вызывающей увеличение степени регенерации сильноэлектролитных ионитов при росте температуры, является происходящее при этом повышение степени гидролиза смол [8]. Известно, что на границе зерен катионита с катионообменной мембраной перенос тока осуществляется не только противоионами соли, но и ионами водорода [9]. Поэтому увеличение степени гидролиза катионита и связанное с этим некоторое увеличение pH должно приводить к уменьшению переноса ионов водорода на этой границе и повышению степени регенерации ионита. [c.53]

Если давления в напорном и дренажном каналах, разделенных пористой мембраной, различны, будет происходить перенос газа через мембрану. Перенос газа может осуществляться за счет различных механизмов. В сравнительно крупных порах, диаметр которых порядка 10 мкм и более, преобладает вязкостный поток. Поскольку силы инерции в данном случае не играют никакой роли, силы давления, пропорциональные Дрсилами вязкого трения, пропорциональными xwd. Здесь Др — разность давлений в напорном и дренажном каналах, d — средний диаметр пор, W — средняя скорость газа в порах мембраны. Поэтому скорость движения х аза через мембрану w будет Apd [c.418]

Скатгард IS61 применил уравнение (2.48) для определения БИП и показал, что потенциал может быть выражен через основной член и три поправочных члена уравнения, выведенных соответственно для изменения ионной подвижности и коэффициентов активности в мембране, переноса одноименных ионов и переноса воды. [c.85]

В разделе об электропроводности уже упоминалось, что прохождение тока через мембрану обычно приводит к переносу воды. Часть этого переноса относится к гидратной воде, поскольку числа гидратации и переноса катионов и анионов обычно несколько отличаются между собой [см. уравнение (2.72)]. В современных синтетических высокоселёктивных ионитовых мембранах перенос воды по этой причине может быть значительным. Однако существует другая возможная причина переноса воды, а именно результирующий момент, приложенный к свободным молекулам воды мигрирующими гидратированными ионами (электроосмос). Обычно-термином электроосмос обозначают общее количество перенесенной воды вне зависимости от механизма переноса [D11, стр. 202]. Однако, как показали Деспик и Хиллс [D11, стр. 204], следует отличать воду, перенесенную по электроосмотическому механизму,, от воды, перенесенной вследствие миграции с ионами, даже если нет возможности отличить их экспериментально. Например, [c.104]

Простой метод Гитторфа. Применяемая ячейка схематически показана на рис. 5.2, где М—испытуемая мембрана, С — кулометр. Баланс масс с учетом электродных реакций и переноса ионов через мембрану показывает, что после прохождения через такую систему одного фарадея электричества катодное отделение обогащается по Na l на т эквивалентов (т . — число переноса иона Na через мембрану). Баланс масс соблюдается, если через мембрану переносятся исключительно ионы натрия или хлора и если электроды действуют совершенно обратимо. Для удовлетворения первого из [c.190]

Избирательность макроциклнческих соединений к катионам была обнаружена также у бимолекулярных фосфолипидных мембран [65, с. 48]. Теория переноса и потенциалов для всех этих мембран впервые дана в работах Эйзенмана, Сиани, Сабо [43, гл. 1]. В соответствии с этой теорией ток в мембране переносят комплексные частицы, образуемые катионом и молекулой МАК. Авторы приняли маловероятное условие отсутствия аниона в мембране, т. е. возможность нарущения электронейтральности. В рамках этих допущений было выведено следующее уравнение для мембранного потенциала [знаки заряда (- -) у частиц опущены] [c.78]

В реальных условиях ток через ионообменную мембрану переносится как диффузионным путем, так и в результате миграции нротивоионов электролита в электрическом поле. Предельный, ток через идеальную ионообменную мембрану, находящуюся в растворе одновалентного электролита, как и в случае металлических элек- тродов [9], в два раза превышает предельный диффузионный ток, устанавливающийся в присутствии индифферентного электролИта. [c.89]