Мембранные равновесия растворов электролитов

Рассмотрим основные положения теории мембранного равновесия. ,, Пусть имеется сосуд, разделенный на две части полупроницаемой мембраной, которая способна свободно пропускать ионы электролитов, но задерживает коллоидные частицы. В одной стороне этого сосуда помещен раствор, содержащий электролит Na+ и коллоидный анион R , задерживаемый мембраной. [c.389]

Потенциометрическое изучение равновесия раствор - осадок основано на применении электродов первого, второго, третьего рода и ионоселективных мембранных электродов. Для исключения из расчетных уравнений величины или Е° измеряют два значения э.д.с, соответствующего гальванического элемента при избытке в изучаемой системе 1) аниона и 2) катиона, образующих малорастворимый электролит. При использовании метода титрования выбирают для расчета моменты соответственно до и после достижения т.э. Учет коэффициентов активности осуществляется обычно экстраполяцией С или и. к нулевым значениям. [c.123]

Для предотвращения загрязнения рабочей поверхности были разработаны макроэлектроды закрытого типа. Наиболее удачной конструкцией таких электродов является электрод Л. С. Кларка (1953). Этот электрод представляет собой электролитическую ячейку, состоящую из корпуса, налитого в него электролита и опущенных в электролит катода и анода. Внутренний объем электролита отделяется от исследуемой среды полупроницаемой мембраной, через которую могут проходить только молекулы кислорода и других газов. Мембраны обычно готовят из тефлона, полиэтилена, целлофана или специальных сортов резины. Определение кислорода в закрытых макроэлектродах производится практически в чистом растворе электролита, в котором парциальное давление кислорода находится в динамическом равновесии с окружающей средой. Эти электроды позволяют сохранять концентрацию кислорода во всем объеме суспензии практически одинаковой, их показания характеризуются высокой стабильностью и мало зависят от. перемешивания. Несомненным достоинством таких электродов является их способность определять содержание кислорода не только в жидкой, но и в газообразной среде. [c.208]

Ионоселективные солевые мембранные электроды представляют тонкую пластинку соли (вмонтированную в дно цилиндрического сосуда), находящуюся в контакте с двумя растворами электролитов, имеющих одноименные ионы с солью мембраны. На границе раздела мембрана — электролит возникает скачок электрического потенциала, величина которого зависит от активности ионов электролита в соответствии с уравнениями, аналогичными уравнениям Нернста для электродов 1- и 2-го рода. Формальной причиной возникновения потенциалов на границах раздела солевая мембрана — раствор является различие химических потенциалов подвижных ионов на поверхности мембраны и в толще раствора. Из термодинамического условия равновесия, характеризующегося равенством электрохимических потенциалов подвижных ионов на поверхности мембраны и в растворе, может быть получено уравнение [c.58]

В системе мембрана — электролит устанавливается равновесие между концентрациями ионов в мембране и электролите. Поэтому с ростом концентрации электролита (внешнего раствора) возрастает миграция и анионов и катионов в мембрану и наблюдается уменьшение селективности ионитовых мембран. [c.219]

Так как <7>1, то концентрация низкомолекулярного электролита во внешнем (е) растворе всегда больше его концентрации во внутреннем (/) растворе, т. е. электролит этот при мембранном равновесии распределяется всегда неравномерно. [c.199]

Согласно этой теории, ионный обмен рассматривается как особый случай мембранного равновесия, т. е. неоднородного распределения ионов по обе стороны мембраны. С одной стороны мембраны имеется электролит, один из ионов которого не способен диффундировать через мембрану. Такую систему можно получить, помещая натриевую соль конго красного с одной стороны коллоидной мембраны и раствор хлорида натрия—с другой. Так как коллоидные анионы красителя (конго красного) не могут диффундировать через мембрану, в такой системе происходит только перераспределение ионов натрия и хлора. Однако распределение будет неоднородным из-за неспособности аниона красителя диффундировать через мембрану. - [c.16]

Подсчитав общие количества ионов Na и СГ в одной и в другой половине сосуда, увидим, что эти количества не равны в левой половине сумма ионов Na и СГ равна 40, а в правой половине она равна только 24. Таким образом, мембранное равновесие характеризуется следующими особенностями 1) нормальный электролит распределяется обычно неравномерно по обе стороны мембраны, причем концентрация электролита меньще там, где находится коллоид 2) общее количество диализуемых ионов больше там, где находится коллоидный раствор. [c.180]

Ионный обмен как мембранное равновесие. Проблема равновесного распределения ионов по обе стороны полупроницаемой перегородки, возникшая в коллоидной химии в связи с изучением осмотических свойств коллоидных растворов, была решена в 1911 г. Доннаном 124]. Им было показано, что если коллоидный (условно — нацело диссоциированный) электролит RNa расположить по одну сторону мембраны, непроницаемой для коллоидного аниона R, а по другую сторону мембраны поместить, например, раствор поваренной соли, то в состоянии равновесия вследствие полупроницаемости мембраны процесс диффузии не приведет к выравниванию концентрации всех ионов в обоих нространствах. Из условия равенства максимальной работы иоиов в обратимом изотермическом процессе при равновесии нулю [c.90]

Анодом в электрохимической реакции служит платиновая пластина, покрытая мембраной типа коллаген — фермент катод выполнен в виде коробки, изготовленной из угля и пластмассы. Одна сторона угольной пластины (4 X 4 X 0,6 см) погружена в электролит, другая — находится на воздухе. Раствор в анодной части ячейки представляет собой 0,1 М фосфатный буфер (pH 7,7), содержащий субстрат (молочную кислоту), NAD и электроактивное вещество, например FMN. Фермент добавляют в анодную часть ячейки, а платиновую пластинку используют как анод. Катодная часть ячейки также заполнена фосфатным буфером (pH 7,7). Анодная и катодная часть ячейки соединяются солевым мостиком с агар-агаром. Когда электрическая цепь разомкнута, потенциал анода становится более отрицательным вследствие протекания ферментативной реакции в растворе, заполняющем анодную часть ячейки. Равновесие в этом растворе устанавливается только через 30 мин после начала ферментативной реакции. По истечении этого времени цепь замыкают и измеряют ток. Во время опыта через анодную часть ячейки пропускают азот [480]. Для LDH-коллагеновой мембраны активность фермента определяют в растворе, содержащем 12,5 ммоль молочной кислоты и 1 ммоль NAD в 1 л, причем установлено, что активность фермента остается постоянной в течение более чем 8 измерений. [c.168]

Малое значение и непостоянство осмотического давления лиозолей являются причиной того, что осмометрия, а также эбулио-скопия и криоскопия не применяются для определения численной концентрации или размера коллоидных частиц. Следует, впрочем, заметить, что осмометрические, эбулиоскопические и криоскопиче-ские методы нельзя использовать для определения размера коллоидных частиц не только вследствие указанных причин, но и из-за обычного присутствия в лиозолях электролитов. При очистке лиозолей, например диализом, вместе с посторонними электролитами может удаляться и стабилизующий электролит, что приводит к нарушению агрегативной устойчивости системы, укрупнению частиц и, следовательно, к получению неправильных значений осмотического давления. Кроме того, на результатах осмометрических определений сильно сказывается так называемое мембранное равновесие ), или равновесие Доннана. Это равновесие устанавливается в результате сложного распределения ионов между коллоидным раствором в осмотической ячейке и внешним раствором, о чем подробно сказано в гл. XIV. [c.68]

Современный кислородный зонд (термин зонд широко используется и, вероятно, более удачен, чем термин электрод , так как в состав элемента входят два электрода) работает либо на вольтаметрическом, либо на гальваническом принципе. В обоих случаях кончик зонда окружен электролитом, отделенным от внешнего пространства полиэтиленовой или тефлоновой мембраной, предохраняющей электролит от контакта с чувствительным элементом катода. Мембрана способствует образованию диффузионного слоя, толщина которого предположительно не зависит от гидродинамических свойств исследуемого раствора диффузионный слой препятствует загрязнению зонда различными примесями из окружающей среды. Растворенный кислород должен успеть продиффундировать через мембрану, поэтому, прежде чем снимать показания, следует выждать некоторое время, чтобы установилось равновесие. Важная роль мембраны отражена в самом названии электродов такого типа их часто называют мембранными электродами. [c.301]

При отсутствии недиализуемых ионов, т. е. при =0, л = С2/2 — концентрация Na l в равновесных растворах одинакова. При l сг значение х очень мало. Это означает, что низкомолекулярный электролит Na l практически не переходит через мембрану. Подобная система может возникнуть и в отсутствие мембраны, например при равновесии раствор — набухший гель, частицы которого связаны друг с другом и не могут свободно диффундировать. [c.471]

В анализаторе Фойра (рис. VII-7, а) из стеклянной трубки анализируемая газовая смесь подается мембранным насосом через расходомер в рабочую ячейку, снабженную капилляром ртутного капельного электрода [2, с. 353—355]. Навстречу газовой смеси, движущейся вдоль этого капилляра подается электролит (0,1 н. раствор НС1) из резервуара через олраничительный капилляр. Этим достигается образование равномерной пленки электролита на поверхности капилляра и, следовательно, установление полного равновесия раствор — газовая смесь, а также регулярное образование капель электролита в нижней части капилляра. При этом электролиз реализуется в каждой капле электролита, свободно висящей на конце капилляра, а уровень электролита под капилляром поддерживается строго постоянным, что необходимо для стабилизации процесса каплеобразования, с помощью перелива, соединенного трубкой с сосудом, на дне которого находится постоянный слой ртути, образующий вспомогательный электрод. [c.99]

Теперь рассмотрим подробнее, как же распространяется волна возбуждения вдоль нервного волокна. Любая клетка представляет собой нервновесную и динамическую структуру. Это отчетливо проявляется в распределении ионов металлов, особенно ионов натрия и калия, по обе стороны клеточной оболочки — мембраны. Казалось бы, что распределение ионов натрия и калия должно быть таким же, как и в случае искусственной мембраны, разделяющей, например, раствор белка КА (молекулы которого не проходят через мембрану) от раствора соли МеА (ионы которой свободно проникают сквозь поры мембраны). Распределение ионов металла, отвечающее равновесию, показано для этого случая на схеме, где А — анион, общий у белка и у прибавленного к раствору электролита, К — катион белка, МеА — соль (электролит), распадающаяся на ионы Ме+ и А , с обозначает концентрации. X моль электролита прошли через мембрану внутрь клет- [c.175]

В своих рассуждениях мы исходим из того допущения, что коллоидный электролит и свободно диффундирующая соль вначале были отгорожены мембраной. Но мы получим такую же картину мембранного равновесия, если будем добавлять раствор Na l к коллоидному раствору. Тогда Na l будет диффундировать во внешнюю среду, представляющую чистую воду, и распределится согласно мембранному равновесию Доннана. [c.212]

Механизм возникновения мембранного потенциала. Различие значений химического потенциала противоионов в мембране и в электролите, находящемся в соприкосновении с ее поверхностью, в начальный момент их контакта обусловливает переход ионов из раствора на поверхность ионита или в обратном направлении. Через небольшой промежуток времени после начала контакта устанавливается равновесие, характеризующееся равенством скоростей перехода ионов в прямом и в обратном направлениях и равенством значений электрохимических потенциалов в ионите и в растворе. Скачок устанавливающегося потенциала зависит от активностей противоинов в растворе в соответствии с уравнением Нернста. Если потенциал мембраны зависит от активностей ионов только одного единственного сорта, то такую мембрану и соответственно мембранный электрод называют ионоселективным по отношению к ионам данного сорта. Такой электрод может использоваться как индикаторный в прямой потенциометрии. [c.56]

Так как поглощаемый электролит во внешнем растворе всегда более концентрирован, чем во внутреннем, то небольшие ошибки в оценке поправки на жидкость, не извлеченную при центрифугировании, вызывают большие ошибки при расчете количества поглощенного электролита. Остроумный способ придумали Глюкауф и Уоттс [23]. После приведения в равновесие смолы и раствора электролита они удаляли большее количество раствора из смолы с помощью фильтровальной бумаги и затем в стакане перемешивали смолу с водой. Через определенные промежутки времени они анализировали количество электролита в этом растворе и строили зависимость поглощенного количества электролита от времени, прошедшего с момента погружения смолы в воду. Используя уравнения диффузии, авторы экстраполировали полученные данные к нулевому времени. Количество электролита в растворе при нулевом времени соответствует его количеству, которое осталось на поверхности смолы, высушенной с помощью фильтровальной бумаги. Эту величину вычитали из количества, найденного в конечном итоге в растворе, чтобы определить содержание электролита, вошедшего в смолу. Такой метод более удобен для ионообменных мембран, чем для зерен смолы. [c.43]

Доннановское равновесие - это вид ионного равновесия между фазами, когда одна из фаз несет заряженные частицы, неспособные перейти в другую фазу. Допустим, что две водные фазы, в каждой из которых растворен электролит А В разделены мембраной, проницаемой для электролита. Пусть в одной из фаз (фаза 2) имеются положительные фиксированные заряды Q, которые не могут проходить через мембрану. Приусловии равновесия для подвижного иона одного типа электрохимические потенциалы (13.2) в обоих растворах (1 и 2) одинаковы [c.140]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология