Избирательное накопление ионов

Избирательное накопление ионов [c.155]

Биопотенциалы можно рассматривать как одно из проявлений неравновесности открытой динамической системы, находящейся в определенном стационарном состоянии. Основное значение в возникновении биоэлектрических потенциалов имеют потенциалы, обусловленные неравномерным распределением ионов. Устойчивое неравновесное состояние поддерживается за счет протекающих в клетке процессов обмена веществ. Нарушение нормального течения метаболизма ведет к утрате клеткой жизнеспособности и к исчезновению потенциала покоя. Вследствие сложности процессов, создающих и поддерживающих потенциал покоя клеток, остаются невыясненными роль окислительно-восстановительных процессов и превращение богатых энергией фосфатных связей в активном избирательном транспорте внутриклеточных ионов. Пока все еще неизвестна природа механизмов, обусловливающих избирательное накопление ионов. [c.286]

Чем больше заряд коагулирующих ионов, тем сильнее они сжимают диффузный слой противоионов. Однако коагулирующее действие электролитов не сводится только к сжатию диффузного слоя. Одновременно протекает избирательная адсорбция на коллоидной частице тех ионов добавленного электролита, которые имеют заряд, противоположный грануле. Чем выше заряд ионов, тем интенсивнее они адсорбируются. Происходящее в адсорбированном слое накопление ионов, заряженных противоположно частице, сопровождается соответственным уменьшением -потенциала и, следовательно, диффузного слоя (см. рис. 74). [c.183]

Коагулирующее действие электролитов не сводится только к сжатию диффузного слоя. Как показали многочисленные исследования, одновременно протекает избирательная адсорбция на коллоидной частице тех ионов электролита, которые имеют заряд, противоположный грануле. Причем чем выше заряд иона, тем интенсивнее он адсорбируется. Накопление ионов в адсорбированном слое сопровождается уменьшением не только дзета-потенциала, но и диффузного слоя (рис. 194). [c.461]

Изменение потенциала анода при 1>а=0,3— 1,0 а/сж до выработки 30% (рис. 4, кривые 6—9) объясняется, по-видимому, с одной стороны, неравномерным избирательным растворением анодного материала при этих плотностях тока, приводящим к местным накоплениям алюминия (>10%) в поверхностном слое, с другой стороны, накоплением ионов алюминия в приэлектродном слое (по [c.352]

Как мы дальше увидим, эти причины, равно как и избирательная проницаемость тканей, не могут объяснить накопления иода в щитовидной железе, калия и железа в эритроцитах, фосфора в костях и др. Во всех таких случаях основным фактором являются химические процессы, связывающие избирательно поглощаемые ионы. Исследование захвата ионов щелочных металлов клетками растений из питательного раствора показало, что этот процесс идет двумя параллельными путями. Часть этих ионов проникает в клетки путем диффузии и ионного обмена, а другая часть связывается в них химически. Ионный обмен идет независимо от освещения, присутствия кислорода и его парциального давления над раствором. В противоположность этому метаболическое усвоение этих ионов идет лишь на свету и в присутствии кислорода. Зависимость его от температуры обнаруживает высокий температурный коэффициент скорости, характерный для химических реакций и не свойственный диффузионным процессам. Скорость обмена радиоактивного фосфора между неорганическим фосфатом плазмы и эритроцитами возрастает в десятки раз от О до 37°, причем изменение скорости подчиняется уравнению (6—7) с энергией активации около 15 ккал/моль [79]. Участие метаболических процессов в проникновении ионов в клетки обнаруживается также в том, что диффузия КЬ в клетки корней моркови и ячменя уменьшается в несколько раз в присутствии К" , которое не влияет существенным образом на диффузию [1484]. [c.504]

Неодинаковая скорость диффузии ионов через мембрану является одним из физических факторов, который влияет на избирательное накопление элементов в клетках. [c.68]

В отношении механизма накопления устойчивого компонента на поверхности существуют две точки зрения. ЭтО или предварительный переход устойчивого компонента в виде ионов в раствор и затем вторичное электрохимическое выделение его на поверхности (электрокристаллизация) в виде собственной фазы, или постепенное накопление более стойкого компонента на поверхности вследствие избирательного растворения более активной основы сплава. При этом допускается возможность последующей миграции атомов более стойкого компонента по поверхности и также кристаллизации его в виде собственной фазы. Нам кажется, что в отношении электроположительных (благородных) компонентов (палладий, платина), термодинамически устойчивых в условиях коррозии, более вероятным является второй механизм. [c.35]

Накопление определенных ионов в различных участках бумаги зависит также от избирательной адсорбци- [c.36]

Следует подчеркнуть еще одну важную особенность переноса ионов, помимо способности растительных клеток накапливать высокие концентрации ионов и низкой проницаемости мем-ран для свободных ионов. Эта третья особенность состоит в высокой избирательности механизмов переноса ионов. Так, например, скорость накопления калия или рубидия корнями ячменя совершенно не зависит от присутствия в окружающем растворе натрия в концентрациях, значительно превышающих концентрацию калия или рубидия [35, 38]. Многочисленные примеры такого дифференцированного поглощения ионов обсуждались Эпштейном [c.262]

Накопленный опыт работы по электродиализу зеленой патоки показал, что с течением времени активной работы снижается ионная избирательность мембран, повышается их сопротивление. Нами предложен простой метод контроля состояния мембран по изменению их селективности и сопротивления, которые рассчитываются по соотношениям [c.100]

Различная скорость диффузии ионов через клеточные мембраны—один из физических факторов, влияющих на избирательное проникновение и накопление элементов в растительных клетках, Диффузионное движение отдельных частиц из мест с высокой концентрацией в места с меньшей концентрацией образует диффузионный поток ] (в м7с), который пропорционален градиенту концентрации ДС (уменьшению концентрации на единицу длины Ах). Эта зависимость подчиняется закону Фика и выражается уравнением [c.95]

Необходимо еще раз подчеркнуть, что большее значение для жизнедеятельности клетки имеет активное поступление. Именно оно ответственно за избирательное накопление ионов в цитоплазме. Поглощение питателс>ных пеществ клеткой тесно связано с обменом веществ. Эти связи многосторонпи. Для активного переноса необходимы синтез белков переносчиков и энергия, поставляемая в процессе дыхания. Надо учитывать также, что чем быстрее поступающие ионы включаются в метаболизм, тем интенсивпее идет их поглощение. [c.60]

Экспериментальный материал, накопленный к настоящему времени, свидетельствует о том, что наблюдаемые закономерности в электродных свойствах отличаются значительным разнообразием.ИзЕестны и такие случаи, когда введение в ионит при его синтезе функциональных групп, обеспечивающих избирательное поглощение ионов данного вида, не приводит к значительному повышению специфичности соот-зетствующей электродной функции [11,12] т.е. подобные системы не подчиняются простой теории Никольского. Причина этого явления состоит в том, что теория не учитывает процессов, происходящих внутри мембраны. В общем случае растворы (элемент П), прилегающие в одной и другой стороне мембраны, имеют разный состав. Поэтому в результате ионообменной реакции должны быть разными активности, IID [c.110]

Поступив в ксилему, ионы не могут перейти обратно. симпласт, так как их диффузии препятствует избирательная проницаемость клеточных мембран, в то же время их путь в почву через апопласт блокирован пояском Каспари. Накопление ионов в ксилеме увеличивает концентрацию растворенных веще ств в ксилемном соке, что может привести к развитию корневого давления, рассмотренного в гл. 6. Ионы в ксилеме, переносимые восходящим транспирационным током, перед проникновением в протопласт живой клетки должны быть вновь поглощены плазмалеммой. Каков бы ни был путь ионов, растение, очевидно, сводит к минимуму число плазмалеммных барьеров, которые данный ион должен пересечь, чтобы достичь своей конечной цели. [c.235]

Для бактерий описаны как одно-, так и многоударные кривые летального действия. Мишени для фотодинамического удара в значительной мере определяются избирательностью накопления и сорбции красителей в различных структурах клетки. Например, акридиновые красители преимущественно концентрируются на хромосомах и вызывают их разрывы. Порфирины эффективно накапливаются в лизосомах и также повреждают их. Существенный вклад в фотосенсибилизированное повреждение клеток вносят и биологические мембраны. Еще в 1908 г. Спайксом был описан сенсибилизированный гематопор-фирином или хлорофиллом гемолиз эритроцитов. К настоящему времени фотодинамическое повреждение мембран, проявляющееся в нарушении их структуры и функции (проницаемость, активность ферментов), продемонстрировано в большом числе опытов. В частности, показана фотодинамическая деполяризация нервных и мышечных волокон, нарушение барьеров проницаемости мембран лизосом с их разрывом и выходом гидролитических ферментов, выход ионов К+ через плазматические мембраны клеток, разобщение дыхания и фосфорилирования в изолированных митохондриях. [c.349]

Мы считали, что ионная асимметрия, т. е. противоестественный градиент концентраций возник как эволюционное следствие необходимости клетки реагировать на повреждение. Однако мы уже видели, что в простых глинах происходит резко избирательное накопление калия, и, следовательно, возникает ионная асимметрия, а именно, натрий остается вне глины, калий проникает внутрь. Строго говоря, в глине никакого противоградиентного накопления калия нет. Напротив, строго по предписаниям термодинамики калий заполняет пустоты в структуре сэндвичевых глин, в результате чего свободная энергия системы понижается [192]. В глиняной модели живого организма можно предусмотреть и реагирование на повреждение. В самом деле, всякое нарушение целостности сопряжено с механическим воздействием. А глина, как и другие гелеобразующие материалы, тиксотропна, т. е. разжижается при механическом воздействии (вот почему в мокрой глине ноги вязнут тем сильнее, чем интенсивнее попытки выбраться). Нарушение структуры тиксотроп-ных гелей — вполне удобный в принципе механизм раздражения, который может включить необходимые для восстановления целостности клетки процессы биосинтеза. [c.99]

Байер [10], обсуждая проблему синтеза высокомолекулярных комплексообразующих веществ, обладающих способностью связывания ионов металла, проводит аналогию с природными веществами подобного тина В природе существуют высокомолекулярные комплексообразующие соединения, служащие для обогащения, переноса и аккумулирования тяжелых металлов [И]. Можно, например, указать на процесс концентрирования (в миллионы раз) ванадия из морской воды кровеносными клетками тунникатов [11, 12]. Апоферритин — белок млекопитающих, аккумулирующий железо,— может связывать в виде комнлексов только железо [13] . Аналогичные примеры приводит и Синявский [1] Гумусовые вещества ночв селективно связывают магний и кальций. Накопление золота некоторыми растениями так значительно, что они могут служить индикаторами месторождений золота и т. д. Все это дает основание предполагать, что создание сорбентов, обладающих высокой селективностью, вполне осуществимая задача . Однако отсутствие общего теоретического направления методов синтеза таких продуктов создает большие трудности в осуществлении заманчивых возможностей высокоселективных процессов поглощения веществ. Для повышения избирательности обычных универсальных ионитов исследователи пользуются различными приемами, которые основаны на учете факторов, влияющих в той или иной мере на избирательность (заряд противоионов, сольватация и набухание, степень сшивки и др.). Влияние этих факторов проявляется следующим образом [1] 1) Из разбавленных растворов ионит предпочтительнее поглощает противоионы с большим числом зарядов, при этом с ростом концентрации раствора электроселективность ионита уменьшается. 2) Ионит предпочтительнее поглощает противоион с меньшим молярным объемом. Избирательность увеличивается с увеличением разности молярных объемов, емкости и количества поперечных связей в ионите, с уменьшением концентрации раствора и с уменьшением молярной доли меньшего иона. 3) С иовыитением температуры избирательность ионита уменьшается. [c.100]

Крюкшанк и Мире [С27, 29] на основании термодинамических исследований пришли к выводу, что большая избирательность, проявляемая смолами к ионам высокой валентности, определяется в большинстве случаев не сильными электростатическими связями, а эффектом пространственной энергии. Высокое сродство ионитов к многовалентным ионам играет большую роль в ионном обмене и в процессах электродиализа с применением ионитовых мембран. Так, при электродиализной деминерализации природных вод, содержащих некоторые многовалентные ионы наряду с обычными одновалентными ионами, наблюдается тенденция к накоплению в мембранах многовалентных ионов. С помощью уравнения [c.62]

Образование осадка не представляет серьезных трудностей в процессе злектродиализа, так как его легко удалить быстрым изменением сйорости течения жидкости в тех частях установки, где он образуется. Другое явление, влияющее на электродиализ, заключается в накоплении многовалентных ионов в мембранах. Основное свойство ионитовых материалов — избирательно адсорбировать многовалентные ионы в присутствии одновалентных— приводит к тому, что большая часть обменивающихся групп в мембране будет замещена многовалентными ионами, если последние присутствуют в обрабатываемой жидкости в небольшом количестве. Эти многовалентные ионы в основном имеют малую подвижность в мембранной фазе, поэтому отношение концентраций ионов в мембране сильно превышает их отношение в свободном растворе. При наличии в мембране многовалентных ионов, или при ее отравлении , ее селективность и электропроводность снижаются по сравнению с тем случаем, когда мембрана находится в равновесии с одновалентным электролитом (см. гл. П). Таким образом, отравление мембран приводит к снижению выхода по току и к повышению омического сопротивления. [c.213]

Шепард и др. [68] изучали полимеризацию пропилена на алюмосиликатном катализаторе и нашли, что его активность резко снижалась после обмена поверхностных атомов водорода на ионы натрия, т.е. в этой реакции активны бренстедовские центры. Этот вывод хорошо согласуется с результатами Холма, Бейли и Кларка [69], которые показали, что активность алюмосиликатных катализаторов в реакции полимеризации хорошо коррелирует с их бренстедовской кислотностью, определенной по обмену с ионами N11+ (разд. 2.3.1), но не с общей кислотностью по бутиламину (рис. 73). Сиба и сотр. [64] установили также наличие четкой связи между активностью алюмосиликатов в реакции полимеризации и бренстедовской кислотностью, которую определяли по разности между общей и льюисовской кислотностями (разд. 4.2.1). С другой стороны, выходы олефинов, образующихся из пропилена на алюмосиликате, заметно повышаются после адсорбции на последнем перилена, который, по-видимому, отравляет лишь льюисовские центры, не затрагивая бренстедовские. Следовательно, именно льюисовские центры ответственны за реакции, которые дают водород, необходимый для превращения олефинов и карбониевых ионов в насыщенные соединения [68]. Последний вывод согласуется с гипотезой о том, что льюисовские центры ответственны за накопление ароматических соединений и кокса на поверхности эта гипотеза подтверждается исследованиями спектров ЭПР, проведенными Руни и Пинком [70]. Перилен, как показали Мак-Айвер и дрХ55], избирательно отравляет льюисовские кислотные центры, но не влияет на активность и селективность алюмосиликатов и магнийсиликатов в скелетной изомеризации 3,3-диметилбутена-1 и перемещении двойной связи в пентене-1. Это означает, что льюисовские центры неактивны в реакциях изомеризации. [c.143]

Весьма широко применялся и продолжает применяться до сих пор,, особенно на ТЭС, где нет высокочувствительных пламяфотометров, метод получения обогащенных проб с использованием ионитов. Этот способ был предложен и детально разработан для катионов Ю. М. Кост-рикиным (ВТИ) в 1948 г., а для анионов А. А. Котом (ВТИ) в 1950 г. Его практическое применение в энергетике сыграло исключительно большую роль в расширении представлений о чистоте рабочей среды ТЭС, позволило уточнить требования к качеству пара, обнаружить явление избирательного выноса паром некоторых примесей котловой воды. Сущность метода обогащения проб для катионов сводится к фильтрованию больших объемов исходной пробы через колонку, заполненную-сильнокислотным катионитом, который предварительно должен быть тщательно обработан кислотой. В процессе фильтрования происходят поглощение катионов из раствора и их накопление в катионите (аналогично анионов в анионите). По окончании фильтрования через катионит пропускают небольшой объем кислоты. Поглощенные катионы вытесняются ионами водорода и оказываются в объеме кислого регенерата,, который и является обогащенной пробой. Таким способом можно получать достаточно большие кратности концентрирования. Обычно их выбирают в пределах от 100 до 500. [c.276]

В отношенпи механизма накопления благородного компонента на поверхности, существуют две точки зрения, Это или предварительный переход благородного компонента в виде ионов в раствор и затем вторичное электрохимическое выделение его на поверхности (электрокристаллизация) в виде собственной фазы, или постепенное накопление благородного компонента на поверхности вследствие избирательного растворения более активной основы сплава. При этом возможно обогащение тонкого поверхностного слоя твердого раствора благородным компонентом (на толщину протекания объемной взаимной диффузии атомов, входящих в сплав компонентов). Еще более вероятным является процесс поверхностной диффузии благородных атомов, так как скорости поверхностной диффузии могут значительно превосходить смюрость об1>емнои диффузии. При JTOM атомы благородного компонента могут кристаллизоваться па поверхности в виде самостоятельной фазы. Нам кажется, что в отношении благородных компонентов (палладий, платина), термодинамически устойчивых в условиях коррозии, более вероятным является второй механизм. [c.171]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология