Характеристики мембран электрические

Стабильные показания системы зависят от характеристики катода и анода, от состава, концентрации и количества электролита, параметров и свойств мембраны, а также от характеристики используемой электрической схемы. Ниже рассматривается значимость каждого из этих факторов. [c.144]

Нас прежде всего будут интересовать, конечно, электрические характеристики мембраны, которые были определены с помощью самых разных методов. Эта работа была начата еще в 1910 г. в лаборатории Нернста и в ней принимал участие тот самый Гебер, который открыл влияние солей калия на потенциал мышц. Измерения проводились на суспензии клеток (взвеси клеток в электролите). Основной метод измерения состоял в том, что через суспензию пропускали ток разной частоты и определяли ее удельное сопротивление. Была развита теория, которая позволяла отдельно определить сопротивления мембраны клетки и ее протоплазмы, так как их отношение зависело от частоты пропускаемого тока. [c.72]

Тензочувствительный элемент состоит из четырех резисторов растяжения / р1— р4 и четырех резисторов сжатия / с1— 4, включенных в мостовую схему и выполненных с постоянным натягом в месте деформации упругого элемента. Под воздействием перепада давлений мембрана прогибается, что вызывает перераспределение усилий в чувствительном элементе, изменение его электрического сопротивления и тем самым разбалансировку моста. Компенсационные резисторы обеспечивают постоянство характеристик датчика при изменении температуры окружающей среды от 20 до 50°С. К одной из диагоналей моста подводится напряжение питания 3,5 В от источника постоянного тока I. [c.28]

Наличие армирующей ткани приводит к некоторому увеличению электрического сопротивления мембраны, при этом его величина зависит от характеристик армирующей ткани (толщина нити, шаг армировки). Для снижения падения напряжения на мембране используют ткань, в которую включены нити из политетрафторэтилена и из материала, например лавсана, разрушающегося при электролизе. [c.110]

Важной характеристикой является поведение коллоидных частиц относительно полупроницаемых мембран. Различие в концентрации раствора по обе стороны мембраны приводит к различной активности растворителя, проявляющейся в осмотическом давлении и изменении упругости пара. Неспособность к прохождению через полупроницаемые мембраны, являющаяся од[шм из характерных отличий коллоидных систем от растворов низкомолекулярных веществ, используется в методах диализа и ультрафильтрации для очистки и концентрирования растворов. Дополнительное наложение постоянного электрического поля — в методах электродиализа и электроультрафильтрации — позволяет значительно ускорить удаление электролитов (см. табл, 3), [c.51]

Какие характеристики липидного бислоя можно изучать, используя БЛМ как мембранную модель На рисунке 302 показана схема экспериментальной установки, обычно применяемой для проведения измерений на бислойных мембранах. Лучше всего эта модельная система подходит для измерения электрических характеристик липидного бислоя, таких, как электрическая емкость, проводимость, потенциал пробоя, мембранные потенциалы и др. Именно благодаря возможности проведения разнообразных электрических измерений БЛМ сыграли исключительно важную роль в изучении ионного транспорта через биологические мембраны. В таблице 25 сравниваются некоторые физические характеристики БЛМ и биологических мембран. [c.574]

Определение предельных плотностей тока является необходимым условием при выборе режима электродиализа. Предельные условия могут быть найдены путем изучения вольт-амперных характеристик [1—31 или по изменению,сопротивления мембраны и прилегающих к ней слоев электролита при прохождении электрического тока [41 [c.83]

Взаимное проникновение католита и анолита при электролизе является основной причиной снижения качества и выхода па току продуктов электрохимического синтеза. Для разделения жидких и газообразных продуктов, предотвращения протекания побочных реакций при электролизе применяются пористые диафрагмы и мембраны. Всякое разделяющее устройство в электролизере должно обладать рядом свойств химической стойкостью в агрессивных средах низким электрическим сопротивлением достаточно высокой скоростью движения ионов, обеспечивающих протекание тока, и низкой скоростью перемещения других компонентов электролита механической стойкостью длительностью срока службы и стабильностью характеристик. [c.63]

Качество мембран характеризуется их толщиной, склонностью к набуханию, механической прочностью, селективностью, удельным электрическим сопротивлением и т. д. Селективность мембраны, т. е. способность ее пропускать ионы, определяется числом переноса через нее определенных ионов, которое представляет отношение электрического тока, переносимого данным видом ионов, к полному току. Обычно селективность мембраны определяют по переносу ионов Ма+ или С1-. Чем выше число переноса, тем более селективна мембрана. Наиболее качественны мембраны, имеющие малое электрическое сопротивление, небольшую толщину и слабую склонность к набуханию. В табл. 5.2 приводятся характеристики некоторых применяемых в настоящее время мембран. [c.111]

Мембраны на основе органических жидкостей, не смешивающихся с водой, были первыми мембрана.ми, для которых удалось точно установить их электрические характеристики [57]. Если такая мембрана содержит определенное количество ионизованных частиц, избирательно растворимых в мембранной фазе (например, жирные кислоты или алифатические амины), она ведет себя как жидкий ионообменник [58], который отличается от твердого тем, что компонент, обменивающий ионы, свободно перемещается в мембране. [c.14]

Фирма Дженерал Электрик первоначально использовала гетерогенные мембраны толщиной 0,25 мм на основе сульфированного полистирола с фторопластовым связующим. Мембрана имеет следующие характеристики влагосодержание 25—30%, удельное электрическое сопротивление 60—70 Ом см, электроосмос 2,3 — [c.115]

Динамические характеристики измерительной системы. Как уже отмечалось, усилительный тракт и схема включения датчика позволяют осуществлять измерения как статических, так и изменяющихся нагрузок. Это обусловлено прежде всего тем, что электрическая часть регистрирующего устройства способна воспроизводить сигналы в широком диапазоне частот от нулевой (статика) до многих килогерц. В определенной области частот датчик силы может работать как-квазистатический прибор, т. е. он регистрирует переменные усилия так же, как и статические. Эта область рабочих частот определяется резонансными свойствами мембраны датчика. Чтобы возбуждение собственных колебаний механической системы не приводило к ощибкам в измерении, при регистрации периодически изменяющейся силы с частотой О необходимо, чтобы частота Оо колеблющегося элемента была много больше частоты О исследуемых колебаний (О/ о < 1). Кроме того, необходимо, чтобы добротность колебательной системы Q была много больше отношения Q/Qo. [c.32]

Выбор той или иной добавки обусловлен природой растворенных веществ, их концентрацией, необходимой селективностью и рядом других факторов. Следует отметить, что мембраны, образованные добавками, несущими электрический заряд могут подвергаться неблагоприятному воздействию поливалентных противоионов. Кроме того, с повышением концентрации растворенных веществ селективность мембран быстро уменьшается. Нейтральные мембраны не имеют этих недостатков, однако характеристики разделения у них хуже, чем у заряженных мембран. [c.32]

Важнейшей областью применения облученного полиэтилена является изготовление на его основе ионообменных мембран различного назначения. Их производство освоено в СССР, США, Англии, Японии и в ряде других стран [625—655, 830 и 843]. Ионообменные мембраны, изготовленные радиационной прививкой 20—30% стирола на полиэтилен и получившие при этом дозу 7 Мрад, обладают высокой механической прочностью, хорошими электрическими характеристиками и достаточно высокой радиационной стойкостью [833]. [c.328]

Высокие показатели механических свойств мембраны из облученной полиэтиленовой пленки приобретают прививкой на них смесей мономеров (стирол-винилаце-тат, стирол—винилацетат—акрилонитрил) в различных соотношениях с последующим сульфированием и омылением привитой части [686, 687]. Мембраны не изменяют своих характеристик при облучении до поглощенной дозы 25 Мрад, их разрушающее напряжение при растяжении — 80 кгс/см , удельное объемное электрическое сопротивление —3,1 Ом-см и обменная емкость — [c.329]

Наконец, кроме высоких электроизоляционных свойств пленка для мембраны конденсаторного микрофона должна также обладать и достаточными адгезионными свойствами к металлу [2]. Понадобилось проведение специальной исследовательской работы по сравнительной характеристике свойств тонких пленок из различных пленкообразующих полимеров и по длительной эксплуатационной проверке мембран, изготовленных из этих пленок, в конденсаторных микрофонах, чтобы установить наиболее подходящий для указанных целей тип полимерного продукта [2]. Им оказался полиэтилентерефталат (терилен, лавсан), получение и свойства которого были рассмотрены в главе второй. Пленки из полиэтилентерефталата обладали наибольшим объемным электрическим сопротивлением, т. е. наилучшими электроизоляционными свойствами, высокой механической прочностью и влагостойкостью. Так как получение указанных пленок для мембран конденсаторных микрофонов осуществлялось из расплава с радиально-плоскостной растяжкой полученной пленки и последующей тепловой ее обработкой, то высокая устойчивость ее структуры по крайней мере до температуры, при которой осуществлялась ее тепловая обработка (выше 100°), гарантировала отсутствие изменений геометрических размеров в процессе эксплуатации мембраны. [c.163]

Электрическое сопротивление мембраны определяется так же, как для растворов обычных электролитов, и определяется регулярностью и пространственным расположением сегментов макромолекул с фиксированными ионами. Лучшими мембранами являются те, которые имеют наименьшее электрическое сопротивление при наибольшей селективности. Ниже приведены основные характеристики ионитовых мембран [c.236]

Электромеханическая модель позволяет дать простое объяснение сильной нелинейности вольтамперных характеристик мембран (см. гл. XIX). Однако в модели рассматривают поведение мембраны как единого однородного тела без учета возможных локальных изменений молекулярной организации липидного бислоя. Кроме того, экспериментальные данные дают существенно более низкое критическое уменьшение (до 20%) толщины мембраны при коллапсе по сравнению с моделью. В настоящее время интенсивно развиваются представления, согласно которым пробой мембран под действием электрического поля обусловлен особенностями поведения локальных дефектов типа сквозной поры в липидном бислое. [c.30]

Полная система уравнений, описывающая все многообразие взаимосвязанных изменений во времени электрических характеристик возбудимой мембраны, такова [c.91]

Нейрональная мембрана, рассматриваемая как цитоплазматическая мембрана, несет в клетке не только пассивную структурную функцию. Она служит барьером для поддержания внутриклеточного состава и функций клетки (ионы, электрический потенциал, метаболиты) и для ее компартментации (клеточные органеллы, везикулы нейромедиаторов), играет активную (ионные насосы, ферменты) и пассивную (ионные каналы, высвобождение медиатора) роли при передаче нервного импульса. Она обладает специфическими характеристиками, необходимыми для развития нервной системы и установления синаптических связей (клеточная адгезия и узнавание). Она проводит также межклеточные сигналы (гормоны, медиаторы, лекарства). [c.88]

Мембраны с селективной проницаемостью, используемые для электродиализа, содержат ионогенные группы положительных ионов (анионообменные мембраны) или ионогенные группы отрицательных ионов (катинообменные мембраны). В электрическом поле в водном растворе анионообменная мембрана обеспечивает прохождение только анионов, а ка-тинообменная мембрана — только катионов. К важным необходимым характеристикам селективно-проницаемых мембран относятся [c.14]

По мере переноса ионов из дилюатной камеры через мембраны концентрация электролита у поверхности мембран постепенно уменьшается, а движущая сила диффузионной массопередачи будет увеличиваться. При высокой плотности тока примыкающая к мембране пленка обессоленной воды настолько обедняется электролитом, что в определенный момент электрическое сопротивление системы резко возрастает. Наиболее общим приемом экспериментальной оценки явления поляризации является построение вольт-амперных характеристик в координатах U/I и 1// (рис. 5). [c.21]

Исследование электрохимических характеристик гетерогенных и гомогенных катионитовых мембран [115, 116, 120] показало несомненное превосходство последних. На примере мембран нафион и МК-40 установлено, что гомогенная мембрана набухает меньше. Прежде всего это связано с тем, что обменная емкость мембраны нафион (0,82 ммоль/г) меньше емкости МК-40 (2,5 ммоль/г). Кроме того, набухаемость гетерогенных мембран повышается вследствие неоднородности структуры, наличия пустот между зернами связующего и ионообменной смолы. Эти же самые факторы усиливают перенос воды при электролизе. Установлено, что вода переносится преимущественно гидратированными ионами натрия при их миграции под действием электрического тока [120], и поэтому перенос направлен из анодного пространства в катодное. Различие в свойствах гомогенных и гетерогенных мембран иллюстрируют представленные на рис. П.З данные исследования переноса воды через гомогенную мембрану МФ-4СК и гетерогенную МК-41 [120]. [c.79]

За последние годы получены мембраны, обладающие высокой ионообменной емкостью и селективностью и имеющие повышенные механическую прочность и термостойкость. Эти мембраны отличаются меньшими электрическими сопротивлениями и позволяют вести процесс опреснения при высоких значениях плотности тока скорости прохождения потока воды. Основные технологические характеристики некоторых ионитовых мембран, приманяемых в современных электродиализных установках, приведены в табл. 5. [c.56]

Соли, или электролиты, представляют собой соединения, которые диссоциируют вводе на положительно (катионы) и отрицательно заряженные (анионы) ионы. Если постоянный электрический ток пропускать через раствор, то катионы и анионы будут проводить ток и двигаться в противоположных направлениях. Скорость и направление потока ионов будут зависеть от 1ютенциала и плотности тока, а также от сопротивления растворов и мембран и характеристик индивидуальных ионов — заряда и валентности. Электродиализ — исключительно экономически важный электромембранный процесс, который используется для обеднения (или концентрирования) водных растворов, содержащих ионы растворенных веществ низкой молекулярной массы. Описано много разновидностей этого процесса [39] наиболее распространенный вид электродиализа — перемещение ионов через селективные катионо- и анионообменные мембраны в результате прохождения электрического тока. Электродиализ может использоваться для отделения электролитов от неэлектролитов [40] для обеднения [41] или концентрирования [42] электролитов в ионном обмене [43] реакциях обмена [39] при фракционировании электролитов [44] и разделении продуктов электролиза [45]. [c.42]

Жидкие мембраны получают обычно растворением жидкого ионообменного соединения в несмешивающемся с водой растворителе. В отличие от твердых ионообменных соединений, ионогенные группы которых фиксированы в матрице мембраны, в жидких ионообменных соединениях ионогенные группы подвижны. В зависимости от растворителя, используемого для образования ионообменной мембраны, ионогенные группы либо полностью диссоциированы [90, 91] (диэлектрическая постоянная растворителя высока), либо существенно ассоциированы в ионные пары [92— 94] (диэлектрическая постоянная невелика). Исторический обзор классических представлений, приведенных в предыдущих разделах, в приложении к жидким мембранам дан Соллнером [95]. В последние годы количественной характеристике поведения жидких мембран посвящены работы Конти, Эйзенмана, Сандблома и Уокера [96—101 ], в которых рассмотрена проблема возникновения электрических потенциалов на мембранах в условиях равенства нулю приложенной извне разности потенциалов. Остановимся на этих работах. [c.80]

С практической стороны было установлено,что ионообменная мембрана является основным элементе длл обеспечения высокой эффективности процесса она оказывает не только единственное и простое действие по разделению двух отделений, но до ожна быть достаточно "гибкой" для электрического и химического соответствия как с солевым раствором анодного отделения, так и со щелочным католитом. Отсвда следует, что электролизеры,имеющие подобную конструкцию и О(цинаковые электродные материалы,могут иметь совершенно различные эксплуатационные характеристики в зависимости от типа используемой мембраны. [c.32]

Фотобатареи жидкостного типа представляются перспективными в качестве аккумуляторов энергии. В таких батареях разделение зарядов осуществляется (аналогично тилакоидным мембранам фотосинтетических систем) путем катодного восстановления и анодного окисления. Двухслойные молекулярные мембраны (типа показанных на рис. 4.14) обладают малой прочностью, но их характеристики можно улучшить, используя в качестве подложек микропористые пленки. Очень важным является создание полимерных пленок, способных осуществлять разделение электрических зарядов в фотосинтетических системах. Такие пленки позволили бы регулировать обратные реакщ1и в процессах, описанных в разд. 4, и перейти к почти полному моделированию фотосинтеза. [c.145]

Поликристаллическая мембрана свинцового твер дого электрода получена из смеси PbS и AgaS путем прессования [249]. Фирма Orion выпускает PbS-электроды со следующими характеристиками концентрационный интервал 10°—10- Ж, электрическое сопротивление 1 МОм, температурный интервал О—80 °С, допустимое содержание ионов Аг+, Hg +, u + — не более 10 М. Высокое содержание ионов и [c.107]

Твердый электролит работает с униполярной проводимостью аналогично катионообменной мембране. При активации катода платиной (1—5 мг на 1 см поверхности электрода), при применении анода из смеси оксидов металлов и толщине мембраны 0,3 мм получено напряжение на ячейке 2 В при плотности тока 20 кА/м и 50 °С. Ожидается, что при повышении температуры до 150°С и уменьшении толщины мембраны до 0,15 мм возможно снижение напряжения на ячейке до 1,6—1,75 В [96]. В энергетическом балансе ячейки существенную роль играет электрическое сопротивление мембраны, которое в испытуемых образцах составляло 0,14 Ом-м. При разработке мембран с большей электропроводимостью можно улучшить энергетические характеристики ячейки. [c.93]

Развитие предпламенного процесса, приводяще]о к воспламенению в низкотемпературной зоне, наглядно проявляется при постепенном продвижении из холоднопламенной зоны, с повышением давления при пеизлгеп-ной температуре. Это легко проследить, используя для характеристики процесса регистрации давления, получаемые в аппаратуре, схематически показанной на рис. 43. Главными ее частями являются 1 — стальной реакционный сосуд, помещенный в электрической печи 2 — перепускной сосуд, наполняемый до заданного давления газовой смесью из резервуара 3 электромагнитный пружинный клапан 4, открывающий перепускной канал включением тока и закрываюп ,ий его после выключения тока пружиной a, дифференциальный оптический мембранный манограф в с двумя мембранами — тонкой, толщиной 0,015 мм. и толстой перфорированной мембраной толщиной 2 мм. Топкая мембрана регистрирует вначале наполнение реакционного сосуда, а затем —повышение давления от реакции в пределах до 80—ЮОлш рт. ст. Дальнейшее повышение давления, вплоть до взрыва (десятки атмосфер), регистрируется совместным прогибом тонкой и толстой мембран. [c.74]

В зависимости от динамических характеристик, по мнению авторов [236], ионоселективные электроды можно разделить на две группы 1) электроды, в которых электрохимический сигнал возникает в результате разделения зарядов на поверхности мембраны, погруженной в а1 1лизируемый раствор (твердые и жидкостные ионообменные мембранные электроды), и 2) электроды, в которых электрический сигнал возникает в результате селективной ионообменной реакции, на которую также оказывают влияние процессы мембранного транспорта в теле самой мембраны (электроды с мембранами на основе нейтральных переносчиков ). Скорость изменения потенциала первого типа электродов определяется скоростью переноса ионов в фазе анализируемого раствора к поверхности мембраны, поскольку скорость ионообменной реакции (функция активности измеряемого иона в растворе) достаточно велика. Так как на диффузионные процессы влияет гидродинамика проточной системы, динамические свойства электрода могут быть улучшены [c.165]

Для преобразующих мембран с произвольной пористой структурой важной характеристикой является постоянная мембраны Лм, определяемая аналогично постоянной измерительных ячеек в кондуктометрии [81] — это коэффициент пропорциональности между электрическим сопротивлением мембраны / э,м и обратной удельной электрической проводимостью жидкости в порах мембраны Vm [c.209]

Пренебрегается влиянием газовых включений, находящихся в рабочей жидкости, на характеристики ЭКП. Даже при очень тщательном обезгаживании рабочей жидкости существует вероятность образования газовых включений во внутренних полостях ЭКП. В [101]. было получено выражение для массово-индуктивной нагрузки 1г жидкости при колебании газового пузырька. На основании анализа эквивалентной электрической схемы ЭКП, включающей Lr и упругость газового объема, было показано, что наличие в рабочей жидкости даже небольшого газового пузырька может вызвать резонансные колебания механической системы и существенно исказить переходную характеристику ЭКП. В том случае, когда газовый пузырь находится на поверхности преобразующей мембраны, а в качестве упругих элементов используются плоские упругие мембраны, резонансные частоты o)i и Шг, соответствующие подъему и спаду переходной характеристики, не зависят от гидравлического сопротивления и структурных факторов преобразующей мембраны и полностью определяются свойствами газового пузыря и упругих элементов, причем [c.225]

Исходя из характеристик электронного усилителя и экспериментальных данных, полученных на модельных преобразующих элементах, выбрать электрическое сопротивление преобразующей мембраны / э,м. Выбираем / э,м=20 МОм. [c.227]

Причины нелинейности вольтамперной характеристики при резком отличии ионных концентраций по обе стороны мембраны вызваны влиянием электрического поля на профиль концентрации ионов в мембране (рис. XIX.2). При наложении электрического поля различной ориентации концентрация токопереносяш их ионов в мембране либо повышается, либо уменьшается, что приводит соответственно к повышению или снижению электропроводности мембраны — эффект выпрямления. [c.100]

При изменении свойств мембраны происходит как бы смена пространственного масштаба в случае аксонов усоногого рака 3 см становятся маленьким расстоянием. Даже в одном и том же организме большое для одного нервного волокна расстояние для волокна с другими электрическими характеристиками может быть мало. Расстояние, непреодолимое при безымпульсной передаче для одного волокна, может оказаться вполне приемлемым для другого. Таким образом, чтобы охарактеризовать расстояние, на которое может передаваться сигнал по нервным волокнам безымпульсным (или, как говорят ученые, электрото- [c.136]

В последнее время микроэлектродную технику стали использовать для изучения транспорта ионов через специализированные белковые каналы (именуемые также ионными каналами), содержащиеся в небольших участках плазматической мембраны. В этом случае необходим стеклянный микроэлектрод с несколько более толстым кончиком. Его не вводят в плазматическую мембрану, а плотно и мягко прижимают к ней (рис. 4-33). Это позволяет регистрировать электрические характеристики небольшого участка мембраны, прилегающего к кончику микроэлектрода, который прикасается к клетке или находится на небольшом расстоянии от нее (рис. 4-34). Данный метод известен как пэтч-регистрация (регистрация в данном участке). Его применение произвело настоящую революцию в исследовании ионных каналов. Это единственный метод клеточной биологии, который дает возможность изучать функцию одиночной белковой молекулы в реальном времени мы вернемся к рассмотрению данного вопроса в гл. 6. [c.197]

Рис. 4-34. Четыре стандартных варианта нэтч -регистрации. Отверстие стеклянной регистрирующей нинетки снерва прижимают к клеточной мембране, создавая плотный контакт (вверху). Величину тока проходящего через пипетку в данном участке мембраны можно определить, если участок мембраны сохраняет контакт с клеткой (А) участок мембраны отделен от клетки и цитоплазматическая поверхность этого участка обнажена (6) мембрана разрушена при мягком всасывании и электрод напрямую сообщается с внутренним содержимым клетки. Вариант, представленный в правой части рисунка (Г), позволяет регистрировать электрические характеристики клетки, как при использовании внутриклеточного электрода. В данном случае можно изменить химические условия в клетке за счет введения определенных веществ, диффундирующих в цитоплазму через сравнительно толстую регистрирующую пипетку. Конфигурация /"возникает из конфигурации 5, когда пипетка отделяется от клетки и соприкасающийся с электродом участок мембраны как бы затыкает пипетку. В случае Г с электродом, как правило,

Справочник химика 21

Химия и химическая технология