Мембрана кристаллическая

Ионоселективные электроды - это сенсоры (чувствительные элементы, датчики), потенциал которых линейно зависит от логарифма активности определяемого иона в растворе. Важнейшей частью большинства таких электродов является полупроницаемая мембрана, отделяющая внутреннюю часть электрода (внутренний раствор) от анализируемого и обладающая способностью пропускать преимущественно только ионы одного вида. Исторически первым ионоселективным электродом был стеклянный электрод, разработанный Габером и Клемансевичем в начале XX века. Наряду со стеклянным электродом к датчикам на основе полупроницаемых мембран, обладающим повышенной избирательностью по отношению к ионам определенного типа, относятся и другие ионоселективные электроды. Среди них различают первичные ионоселективные электроды - электроды с жесткой матрицей (стеклянные) и электроды с кристаллическими мембранами электроды с под- [c.173]

Твердые мембраны. Твердая мембрана состоит из активного вещества с фиксированными. ионогенными группами, содержащими ионообменные центры (узлы), в которых расположены ионы, называемые противоионами и участвующие в переносе заряда (рис. 6), Если активное вещество - кристаллическое или стек- [c.43]

В главах 1, 2 и 3 рассмотрены основы массопереноса в мембранах, механизм переноса через непористые и пористые мембраны из полимерных и неорганических материалов, а также через мембраны кристаллической и жесткой аморфной структуры. Показано влияние сорбционных явлений на перенос через мембрану. Дан анализ проницаемости и селективности мембран. [c.7]

Самое раннее сообщение о фосфатном электроде было сделано Пун-гором и сотр. [I], которые предложили в качестве мембраны кристаллический фосфат висмута в силиконовой резине. Речниц с сотр. [2], исследовавшие этот электрод, обнаружили, что потенциал его неустойчив (дрейф 0,1 мВ в минуту) и электрод не обладает выраженной се-146 [c.146]

О — стандартные или идеальные условия т относится к матрице мембраны м — мольные величины п — относится к пористому слою мембран кр, ам —кристаллическая и аморфная части полимера [c.9]

В непористых сорбционно-диффузионных мембранах сплошная матрица и газы образуют раствор. Структурная основа мембраны может быть кристаллической, аморфной или аморфно-кристаллической. Химический потенциал каждого компонента определяется, в первую очередь, взаимодействием с матрицей, а также другими компонентами разделяемой газовой смеси. Природа связи — физико-химическая (силовое поле молекул), механизм переноса — диффузионный, возможна диссоциа ция молекул, однако образование новых химических соединений [c.13]

Закономерности процессов проницания газов в непористых мембранах определяются прежде всего сплошностью матрицы мембраны (хотя бы в пределах тонкого поверхностного слоя). При бездефектном изготовлении такой мембраны полностью исключается фазовый перенос компонентов разделяемой газовой смеси единственно возможным видом массопереноса становится диффузия растворенного вещества в довольно плотной среде вещества мембраны. Сплошная матрица может иметь жесткую кристаллическую или аморфную структуру, характерную для металлов и стекол, но чаще представляет собой эластичный полимерный каркас, который можно рассматривать как однородное аморфное или композиционно-неоднородное образование. [c.70]

Таким образом, структурно-морфологические свойства мембраны, существенные для процесса разделения, в наиболее общей форме характеризуются долей непроницаемой дисперсной фазы и относительным свободным объемом в аморфной фазе. Предельные случаи соответствуют кристаллической структуре и высокоэластичному состоянию полимеров при температуре выше температуры стеклования. [c.72]

Кристаллические и, плотные аморфные материалы обычно непригодны для создания мембран. Это обусловлено малой долей свободного объема и большим временем релаксации для процессов перераспределения вакансий и других дефектов структуры, в результате чего резко снижается растворимость газов и скорость миграции растворенного вещества. Равновесные и кинетические свойства подобных систем во многом определяются высокими значениями потенциала межатомного (межмолекулярного) взаимодействия, обычно превышающего средние значения кинетической энергии КьГ этим объясняется малая подвижность структурных элементов. Однако легкие разы типа Нг, Не, Оа, N2 с наиболее низкими значениями параметров (е,/, о, ) парного потенциала молекулярного взаимодействия могут в некоторых плотных матрицах образовывать системы с повышенной растворимостью и удовлетво рительными диффузионными характеристиками. Наиболее перспективны металлические мембраны на основе палладия для извлечения водорода, а также стекла для выделения гелия [8, 10, 19—21]. [c.114]

Таким образом, при температурах ниже критической для данного раствора кристаллическая мембрана может быть однородным раствором в неупорядоченном и упорядоченном состоянии или гетерофазной системой с довольно сложной субструктурой из упорядоченных и неупорядоченных зон. [c.115]

Скорость диффузии различна в упорядоченной и неупорядоченной фазах раствора экспериментальные данные свидетельствуют о заметном росте значений Dim в области высоких концентраций водорода [8]. Ранее отмечалось, что образование упорядоченной фазы раствора внедрения сопровождается сильным деформационным взаимодействием в матрице, приводящим к заметному увеличению параметров кристаллической решетки, что эквивалентно росту доли свободного объема при пластификации аморфной матрицы полимерной мембраны. Эти явления также приводят к увеличению скорости диффузии и растворимости. При температурах, меньших критических, процесс диффузии по существу происходит в гетерофазной системе, состоящей из зон упорядоченной и неупорядоченной фаз с различными диффузионными характеристиками. В этой области эффективный коэффициент диффузии будет зависеть от субструктуры кристаллической матрицы мембраны, по аналогии с гетерофазными полимерными матрицами [см. уравнения (3.44) и (3.45)]. [c.117]

Обратный осмос и ультрафильтрация имеют принципиальное отличие от обычной фильтрации. Если при фильтрации продукт откладывается в виде кристаллического или аморфного осадка на поверхности фильтра, то при обратном осмосе и ультрафильтрации образуется два раствора, один из которых обогащен растворенным веществом. В этих процессах накопление растворенного вещества у поверхности мембраны недопустимо, так как приводит к резкому снижению селективности и проницаемости мембраны. [c.17]

Соотношение между кристаллической и аморфной фазами оказывает большое влияние на механические свойства полимерных мембран, а также на такую важную рабочую характеристику мембраны, как проницаемость. Конечно, отдельные кристаллиты являются очень жест- [c.71]

Матрица мембраны, изготовленная из сплава, обычно представляет гетерофазнуго систему с довольно сложной субструктурой, зависящей также и от технологии получения. Сорбционные и диффузионные характеристики каждой из фаз различны, средние значения растворимости и коэффициента диффузии, определяющие проницаемость мембраны, зависят от формы и размеров кристаллических образований, их взаимного расположения, концентрации растворенного вещества и других характеристик морфологии гетерофазных твердых растворов. [c.118]

В промышленности, главным образом в микроэлектронике, широко применяют пленки, полученные в плазме. Плазмохимические пленки могут быть кристаллическими или аморфными. Их толщина колеблется от долей до сотен микрометров. При осаждении в плазме тонких полимерных пленок на пористых основах образуются мембраны, применяемые в мембранной технологии для разделения растворов солей, органических соединений и газовых смесей. Такие пленки получают двумя методами — полимеризацией углеводородов или деструкцией полимеров. Плазмохимической поверхностной обработке можно подвергать различные материалы — от металлов и их сплавов до полимеров. В результате обработки полимеров в неравновесной плазме изменяются смачиваемость, молекулярная масса и химический состав поверхностного слоя (толщиной до 10 мкм). [c.298]

Впервые термин и понятие коллоиды были четко сфор мулированы Грэмом (1861), с появлением трудов которого обычно связывается возникновение коллоидной химии. Грэм разработал ряд методов приготовления и очистки коллоидов, используя различия в диффузии и диализе, и назвал коллоидами (что буквально означает клееобразные вещества) такие вещества, как альбумин, желатину, гидрат окиси алюминия, не проходящие через мембраны (неспособные к диализу), в отличие от обычных кристаллических веществ. [c.8]

Электроды с твердыми мембранами. Твердые мембраны изготовляются из кристаллических соединений, обладающих ионной проводимостью. В процессе переноса заряда обычно участвует только один ион кристаллической решетки, имеющий наименьший радиус и наименьший заряд. [c.22]

В гомогенных электродах в качестве мембран используются тонкие пластинки кристаллических соединений, обладающие ионной проводимостью при комнатной температуре. Твердые мембраны должны быть механически прочными, химически устойчивыми и обладать малой растворимостью. [c.22]

Физическая химия дисперсных систем и поверхностных явлений, называемая в силу традиции и краткости коллоидной химией, — одна из важнейших и самостоятельных физико-химических дисциплин. Представление о коллоидах как об особой группе веществ вошло в науку в середине XIX в. растворы этих веществ отличались от обычных рядом признаков, в частности тем, что растворенное вещество не проходило через мембраны с очень тонкими порами (пергамент, животный пузырь) и не обнаруживало заметной диффузии. Вначале считали, что эти признаки присущи соединениям, не способным кристаллизоваться из раствора (например, крахмал, клей, желатина), однако круг их постепенно расширялся, включая все новые и новые, в том числе многие кристаллические вещества. [c.5]

Механизм действия электрода с твердым токоотводом не совсем ясен, но его функция остается нернстовской. Высказано предположение, что постоянство потенциала на фанице раздела кристаллическая мембрана/металл достигается за счет образования на поверхности металла окислительно-восстановительной системы, для существования которой необходимо наличие веществ, способных окисляться и восстанавливаться. Веществом, способным восстанавливаться, является кислород, а окисляемым веществом - металл (серебро, платина, медь). Образование редокс-пары приводит к появлению на межфазной фанице достаточно стабильного по- [c.195]

В отличие от мембран палочек и колбочек пурпурная мембрана бактерий являет-ся скорее кристаллической, Рис. 14.25. Цикл функционирования чем жидкой. Молекулы БР бактериородопсина сгруппированы в кластеры [c.478]

В соответствии с данным определением микрофильтрационные мембраны являются пористыми объектами, содержащими макропоры, а ультрафильтрационные мембраны — также пористые объекты с мезопорами в верхнем слое. Таким образом, тип пористых мембран предполагает наличие макропор и мезопор. Для мембран этого типа характеризуют не материал мембраны как таковой, а лишь ее поры. В таком случае размеры пор или распределение пор по размерам будет определять, какие частицы или молекулы будут задерживаться мембраной, а какие проходить через нее. Характеристики же разделения мало зависят от природы ее материала. С другой стороны, плотные мембраны для газоразделения или первапорации не содержат фиксированных пор, и в этих случаях характеристики работы мембран определяются их материалом. Морфология, а точнее, физическое состояние полимерного материала мембраны (кристаллический или аморфный, стеклообразный или высокоэластический) непосредственно определяет ее проницаемость. Такие факторы, как температура или взаимодействие полимерного материала с растворителями, оказывают значительное влияние на сегментальную подвижность. Поэтому свойства матерала мембраны будут зависеть от температуры, состава разделяемой среды и т. д. В данной главе описаны и обсуждены методы определения характеристик мембран, как пористых, так и непористых. [c.167]

Полимерные мембраны с высокой степенью кристалличности обычно менее проницаемы, чем аморфные. Часто проникающее вещество нерастворимо в кристаллической области, вследствие чего его перенос происходит в аморфной фазе. Поэтому увеличение кристалличности сних ает объем аморфного материала, доступного для переноса, а с другой стороны, увеличивает извилистость пути через мембрану. [c.71]

Одним из наиболее распространенных электродов с кристаллической мембраной первого рода с ионным характером проводимости является фторидный электрод, который отличается высокой селективностью по отношению к ионам фтора. Мембрана этого электрода представляет собой моно- или поликристалл LaFs, структура которого допускает миграцию через кристаллическую решетку только фторид-ионов. Ионная проводимость фторида лантана повышается при введении в него легирующих добавок, например ЕиО, которые снижают сопротивление мембраны. Внутренний рас-7- -3869 193 [c.193]

Гомогенные мембранные электроды. Гомогенные кристаллические мембраны обладают высокой селективностью, что дост гается ограничением перемещения всех ионов в кристалле, кроме основного. Вакансии в кристаллах соответствуют лишь определенным размерам, форме и распределению заряда ионов, поэтому их заполнение возможно лишь определенными видами ионов. Как правило, инородные ионы не могут войти в кристалл. Теория функционирования кристаллических мембран относительно проста. Такие электроды обладают теоретической ионной функцией. Влияние посторонних ионов может быть связано с изоморфным замещением и с некоторыми химическими реакциями, происходящими на поверхности электрода. [c.53]

В настоящее время известно довольно большое количество электродов с гомогенными мембранами как с катионной, так и анионной функцией, В качестве мембран используют тонкие пластины кристаллических соещшеняй. Мембраны должны быть механически прочными, химически усто11чивыми и обладать малой растворимостью. Типичным примером гомогенного твердого мембранного электрода является фторид-селективный электрод на основе фторида лантана. Для уменьи ения объемного сопротивпения монокристалла вводят добавки двухзарядного катиона, например ионов Фторидная функция с теоретическим [c.53]

Кристаллические мембраны отличаются высокой селективностью, превышающей иногда селективность жидкостных электродов на несколько порядков. Так, посторонние ионы NOj, С10<, 50Ги многие другие, не дающие осадков с ионом серебра, практически не влияют на потенциал галогенидсеребряного мембранного электрода. [c.532]

I - пористый кристаллический ГеООН с НаО и в порах 2 — аморфный РеООН + кристаллический РеэО 3 — мембрана из гидроксила [c.103]

В настоящее время известно, что эти различия в способности проникать через поры мембраны и в скоростях диффузии определяются размерами молекул растворенного вещества. Грэм полагал, что существует более глубокое различие между обычными легко кристаллизующимися веществами и веществами, медленно диффундирующими и не способными к диализу, которые он не смог получить в кристаллическом виде. Он назвал такие вещества коллоидами (от греческого слова kolla — клей) в противоположность обычным веществам — кристаллоидам. Теперь известно, что не существует четко выраженной границы между этими двумя классами (много веществ с большой молекулярной массой получено в кристаллическом виде), однако ради удобства название коллоид сохраняется для веществ с большой молекулярной массой. [c.269]

Кристаллические мембраны обладают высокой селективностью. Перенос заряда в кристалле происходит за счет дефекта решетки в соответствии с механизмом, нри котором вакансии занимают соседние ионы. Вакансия идеально соответствует онределенному иону в отношении размера, формы и рас-иределения заряда, поэтому занятие ее благоприятно только для определенных ионов. Специфичность кристаллического электрода зависит от произведения растворимости соли, образующей кристалл. Схема ионоселективного электрода иредставлена на рис. 37. [c.95]

Как было показано выше (см. раздел 4.2.4), мембранный потенциал возникает в результате установления равновесия ионообменного процесса между раствором и мембраной, которая представляет собой ситоподобную структуру, построенную из подходящего материала. Мембрана может быть как твердой (монокристалл, поликристаллический материал, кристаллическое вещество в пленке подходящего полимера), так и жидкостной, например, на основе раствора ионообменника или нейтрального переносчика в органическом растворителе, удерживаемого в порах полимера. [c.174]

Наряду с кристаллическими мембранами в ИСЭ используются также гетерогенные мембраны (мембраны Пунгора), в которых твердый материал с ионной проводимостью в виде тонкодисперсного порошка помещен в инертную матрицу. Благодаря этому удается получить мембраны из соединений, которые не образуют кристаллы. В качестве активных веществ в таких мембранах применяют самые разнообразные материалы (труднорастворимые соли металлов, оксиды, карбиды, бориды, силициды, хелатные соединения, ионообменные смолы), а в качестве связующего материала - парафин, коллодий, поливинилхлорид, полистирол, полиэтилен, силиконовый каучук и др. Разработаны электроды с мембранами, селективными по отношению к ионам Р", СГ, Вг", Г, 8 , Ag", Ва ",Са ", 80/ , Р04 , а также ртутный электрод с мембраной из Hg8 или Hg8e в эпоксидной матрице. Некоторые из электродов выпускаются промышленностью. Считается, что они менее чувствительны к [c.200]

Изготавливаемые промышленным способом электроды с кристаллическими мембранами сконструированы таким образом, что с исследуемым раствором соприкасается только одна сторона мембраны (рис. 6.4). Как правило, мембрана закрывает конец пластмассовой трубки, в которую залит внутренний раствор и помещен подходящий вспомогательный электрод (каломельный, хлоридсеребряный и т.п.). Внутренний раствор и внутренний электрод сравнения в ходе всех измерений остаются неизменными. Выражение для э. д. с. элемента, который составлен из интересующего нас раствора, пофуженного в него ионоселективного электрода и внешнего электрода сравнения, включает слагаемое, зависящее от активности определяемого иона, и константу [c.191]

Хотя прямое определение лантана с помощью фторидного электрода в аналитической практике используется довольно редко, тем не менее тот факт, что кристаллический мембранный электрод можно применять для определения ионов, не способных перемещаться в рещетке мембраны, имеет важное значение. [c.195]

Следует заметить, что кристаллические мембраны на основе солей серебра в электродах современной конструкции присоединяют непосредственно к металлическому проводнику, не применяя ни электрода сравнения, ни соответствующего раствора электролита. Однако конструкция электрода с внутренним электродом сравнения имеет то преимущество, что мембрану можно поместить в сменную насадку и при ее повреждении не заменять весь электрод целиком. Кроме того, такой электрод можно использовать с набором различных насадок (и соответствующих растворов электролитов) для огфеделения различных ионов. [c.200]

Однако механизм возникновения катионной функции у мембран с нейтральными переносчиками до конца не выяснен. Заметим также, что такие электроды в большей степени подвержены воздействию посторонних веществ, чем электроды с кристаллическими мембранами, поскольку липофильные анионы из анализируемого раствора могут экстрагироваться в объем мембраны. Этот процесс протекает медленнее, чем межфазный, и приводит к изменениям в составе мембраны. Соответственно может замедлиться установление равновесия и будет наблюдаться дрейф потенциала электрода. Кроме того, липофильные анионы вносят свой вклад в межфазный потенциал и создают помехи при измерениях. Их влияние нейтрализуют введением в состав мембран солей, содержащих липофильные анионы, которые компенсируют заряд комплексных катионов с нейтральными переносчиками, например тет-ракис-( -хлорфенил)борат-ионы. Такие соли называют анионоподавляющими реагентами. [c.208]

ФтсфидныЙ электрод—один из самых важных электродов с кристаллической мембраной, поскольку существует всего несколько методов, пригодных для простого и селективного определения фторида. Электроднг я мембрана состоит из пластинки из монокристалла ЬаРз с добавками Ец(И) для повышения электропроводности мембраны. (При введении Еи(И) происходит замещение небольшого количества а(Ш).1 Электродная функция основана на [c.403]

Во многих клетках встречаются микротельца [24, 25], в зеленых листьях их число достигает иногда /з числа митохондрий. Микротельца, по величине близки к митохондриям, но окружены однослойной мембраной и иногда имеют кристаллическую по виду сердцевину ( соге ). Мембрана микротелец проницаема для низкомолекулярных соединений (например, для сахарозы), что позволяет отделить эти органеллы от митохондрий путем центрифугирования в градиенте сахарозы, где микротельца имеют плотность около 1,25 г-см , а непроницаемые для сахарозы митохондрии — 1,19. [c.34]

Каротиноиды являются липидами. Они растворимы в органических растворителях и могут быть экстрагированы из природных объектов полярными растворителями, такими, как ацетон и спирты. Даже ксантофиллы с четырьмя и более гидр-оксигруппамн в молекуле практически нерастворимы в воде. Однако они становятся растворимыми после гликозилирования или образования комплексов с белками. 1п vivo каротиноидьь обычно локализованы в липофильных, гидрофобных районах клетки, таких, как липидные глобулы, кристаллические структуры и мембраны (в последних они находятся в комплексе с белками). [c.43]

Скорость (и продолжительность) дозирования ЛВ зависит от структуры используемого полимерного элемента от макроуровня (пористая или непористая мембрана или матрица) через такие структуры промежуточных уровней, как неоднородности сшитых полимерных структур (трехмерные нерастворимые мембраны и матрицы) и распределения кристаллических и аморфных областей (кристаллизующиеся мембраны и матрицы), до неоднородностей молекулярного уровня (изменение состава, молекулярной массы и микроблочности сополимеров). Наибольшие скорости дозирования (от 10 до 500 мкг/ч) обеспечивают только микропористые мембраны и матрицы [26] однако это приводит к быстрому исчерпанию ЛВ, заключенного в TT , и время работы TT с микропористыми дозирующими элементами не превышает суток [27]. Более низкие скорости дозирования (не выше десятков микрограммов в сутки) достигаются при использовании непористых мембран и матриц, полимерный материал которых находится в стеклообразном состоянии [28]. При переходе в высокоэластичное состояние проницаемость увеличтгеается в сотни и тысячи раз [26, 28]. Такое увеличение может быть достигнуто не только повышением температуры дозирующего элемента (например, при воспалительном процессе), но и при изменении состава сополимера (СПЛ) - материала мембраны (например, для этилена с винилацетатом (Э-ВА) при увеличении содержания В А в СПЛ). Хотя и не столь сильно, как изменение состава СПЛ, на проницаемость полимерных материалов влияют и такие структурные и морфологические изменения полимера, как молекулярная масса, кристалличность и структура кристаллических областей, природа и количество других, помимо ЛВ, низкомолекулярных включений [29, 30]. [c.763]