Потенциалы в мембранных системах

Приведенное термодинамическое рассмотрение указывает на идентичность ДрН и мембранного потенциала в системе, находящейся в истинном термодинамическом равновесии, однако, механизм возникновения мембранного потенциала в данном случае не рассматривается. Такой, причиной может быть или равновесие Доннана, или какая-либо другая причина. [c.310]

Рис. 4.2. Зависимость потенциала мембранного электрода от логарифма соотношения форы системы феррицианид - ферроцианид калия при 295 К

Мембраны не являются пассивными полупроницаемыми оболочками, но принимают прямое и очень важное участие во всех функциях клетки. Мембраны обеспечивают активный транспорт вещества, идущий в направлении, противоположном градиенту химического или электрохимического потенциала. В мембранах локализованы основные биоэнергетические процессы — окислительное фосфорилирование и фотосинтез. АТФ синтезируется в мембранах митохондрий, в тилакоидных мембранах хлоропластов зеленых растений. Есть основания думать о связи между рибосомами, на которых синтезируется белок, и мембранной системой эндоплазматического ретикулума. Репликация ДНК и хромосом, по-видимому, происходит с участием мембран. [c.333]

Мембранная система такого типа и изменение потенциала в пей показана на рис. 23. Буквой А обозначен анионит, буквой К — катионит. Крайние мембраны А ж К граничат с растворами, которые служат электролитами двух электродов, имеющих устойчивый равновесный потенциал и обратимых либо по отношению к катионам, либо по отношению к анионам этих растворов. Работая с растворами хлористого калия, можно, например, использовать хлорсеребряный электрод. [c.90]

В последнее время широкое распространение получил метод определения хлорид-ионов путем прямого измерения потенциала анализируемой системы. Для этой цели используют электроды, наиболее селективные к хлорид-иону, в частности хлорсеребряный электрод, но наиболее перспективными для прямой потенциометрии хлорид-ионов являются мембранные ионселективные электроды. Методы прямой потенциометрии обладают высокой чувствительностью. [c.83]

Поскольку для идеализированной мембранной системы 7+ = = у = 1, то при наличии КС1-агарового солевого мостика общий мембранный потенциал равен [c.70]

В работе [39] приведены очень интересные результаты изучения мембранного потенциала в системах, содержащих одно-и многовалентные ионы. Для растворов 2 — Zx-электролита, разделенных ионообменной мембраной, потенциал описывается выражением [c.103]

Рассмотрим мембранный потенциал для системы, в которой мембрана разделяет растворы, содержащие электролиты с двумя типами противоионов (для простоты — однозарядных) А+ и В+ (схема II) [c.10]

В мембранных системах под действием различных обобщенных термодинамических сил (градиентов концентрации, электростатического потенциала, давления, температуры) возникают потоки ионов и растворителя, а также мембранный потенциал и ток протекания. [c.216]

Отсюда вытекает, что у высших растений значительные Е . сопоставимые по величине с потенциалом плазмалеммы. могут быть зарегистрированы в опытах, в которых удается свести к минимуму (или полностью исключить) вклад потенциала тонопласта в измеряемые Такая ситуация имеет место, очевидно, в двух случаях когда электрод или не проникает через тонопласт, или проникает, но при этом сильно шунтирует его. Сказанное поясняет схема эквивалентной цепи сопротивлений в мембранной системе клетки высшего [c.13]

Значительно меньше исследованы механизмы работы Н -АТФазы плазмалеммы растений и ее функциональная роль, в частности, участие в генерации потенциала на зтой мембранной системе. [c.34]

Процессы превращения энергии света в энергию мембранного потенциала изучены еще недостаточно. Однако совершенно ясно, что в этой трансформации энергии центральную роль играют мембранные системы фоторецепторных клеток. Именно мембраны обеспечивают высокую фоточувствительность палочек и колбочек сетчатки. Показано, [c.65]

Описанные выше электрохимические системы относятся к равновесным системам. Однако многие мембранные системы неравновесны. Необратимые процессы, связанные с переносом заряда, участвуют в образовании разностей электрических потенциалов. Так, если перенос заряда происходит в гомогенной фазе, например в мембране, то за счет различий в подвижности (скорости диффузии) разных ионов в этой фазе образуется диффузионный потенциал. Разновидность диффузионного потенциала, возникаюш ая при контакте двух растворов электролитов различного состава в одинаковом растворителе, называется потенциалом жидкостного соединения. На образование дополнительной разности потенциалов на границе раздела мембрана — раствор электролита может влиять процесс медленного ионного обмена между двумя фазами. [c.22]

В заключение, опуская математические выкладки [66, 67], приведем результаты расчета параметров аналогичной мембранной системы с практически полной ассоциацией между активными центрами и противоионами. Диффузионный потенциал в такой мембране определяется диффузией не только электрически заряженных ионов Л+, К+ и А , но и ассоциатов ЛА и КА. Окончательное выражение для мембранного потенциала имеет вид [c.54]

Таким образом, каждый тип мембраны характеризуется видом взаимодействия молекул газа и структурных элементов матрицы. Количественными характеристиками этого.взаимодействия являются энергия связи и потенциал, зависящие от параметров межмолекулярного взаимодействия, молекулярной природы и морфологии матрицы мембраны. Энергия связи определяется тепловым эффектом, сопровождающим образование системы мембрана — газ для сорбционно-диффузионных мембран— теплотой сорбции, в реакционно-диффузионных мембранах, кроме энтальпии растворения газов, заметный вклад вносит тепловой эффект химической реакции. В газодиффузионных мембранах энергия связи близка к нулю. [c.14]

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]

Все эти примеры служат иллюстрацией пассивного, но стереоселективного переноса, когда органические модельные системы осуществляют асимметричное узнавание. Однако можно провести аналогию между этими результатами и процессом опосредованного переноса через биологические мембраны. Все липидные мембраны практически непроницаемы для внутриклеточных белков и высокозаряженных органических и неорганических ионов, находящихся с обеих сторон мембраны. Диффузия Na+ через клеточную мембрану из клетки и К+ в клетку происходит в направлении отрицательного градиента химического потенциала и называется пассивным переносом. Пассивный перенос ионов через мембраны может быть вызван ионофорами [см. разд. 5.1.3]. К счастью, концентрации катионов по обе стороны мембраны различные, и такое состояние поддерживается активным переносом, который зависит от метаболической энергии. Механизм этого процесса известен под названием натриевый насос, функция которого сводится к поддержанию высокой внутриклеточной концентрации К+ и низкой концентрации Na+. Кальций, по-внднмому, также активно выводится из клеток. В этих случаях энергия для переноса обеспечивается за счет гидролиза АТР. Однако диффузия сахаров и аминокислот к важнейшим клеточным объектам — пример простого опосредованного пассивного переноса. [c.282]

Поскольку осмотическое равновесие устанавливается при неравномерном распределении ионов по обе стороны мембраны, в системе должна возникать разность электрических потенциалов между жидкостью внутри и снаружи осмотической ячейки (так называемый мембранный потенциал ), Эту разность потенциалов можно обнаружить, вводя, например, во внутреннюю и внешнюю жидкости осмометра одинаковые каломельные электроды. Зная распределение электролитов в системе, по уравнению Нернста можно вычислить разность потенциалов. Лёб показал, что значения разности потенциалов, вычисленные и найденные экспериментально, довольно хорошо совпадают. [c.475]

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]

Очевидно, при а=а, когда критерий эволюции или кинетический потенциал равны нулю, происходит потеря устойчивости, и возможен скачкообразный переход в качественно новое состояние мембранной системы. Зависимость переменных хну от управляющего параметра а называют бифуркационной диаграммой, а состояние при а=а — бифуркационной точкой. На рис. 1.7 показана бифуркационная диаграмма для системы с одной переменной х в бифуркационной точке происходит переход с нижней ветви устойчивых состояний в область неустойчивости, т. е. из области I в области III или V (см. также рис. 1.6). Переходы типа узел — фокус (1- П) возможны на термодинамической ветви состояний, т. е. ао<а< а при этом нарушается лишь монотонный характер приближения к стационарному состоянию, возникают затухающие колебания концентраций. Как отмечалось выше, термодинамический критерий эволюции в виде соотношения (1.24) фиксирует условия, где возможны переходы в новые состояния, но не определяет новую структуру мембраны. Последнее возможно на основе анализа неустойчивости, если известен конкретный вид функций Fx x, у) и Fy(x, у) т. е. описание кинетики в йепи химических превращений в мембране. [c.34]

Как будет показано ниже, продольная деформация мембраны может быть выбрана в качестве независимой переменной состояния для частично закрытой бислойной мембранной системы, что приводит к фундаментальному уравнению типа уравнения Шаттлворта, подобно тому, как это сделано в случае нерастворимых поверхностных пленок. С другой стороны, введение деформационно-зависимого химического потенциала для мембранообразующего липида в бислое позволяет почти полностью следовать гиббсовскому методу, приводящему к фундаментальным уравнениям гиббсовского типа. Полностью открытая бислойная мембрана может быть рассмотрена непосредственно в рамках гиббсовского метода. Ниже мы покажем, что открытые би-слойномембранные системы представляют также определенные преимущества для извлечения желаемой термодинамической информации о составе мембраны, энергии, энтропии и т. д. [c.318]

Для изучения химической природы потенциала действия в 50-х годах А. Ходжкин и А. Хаксли разработали метод фиксации потенциала. С помощью этого остроумного метода можно измерять трансмембранный ток, поддерживая мембранный потенциал на требуемом уровне с помощью системы, работающей по принципу обратной связи [69, 71, 73]. Использование фиксации потенциала позволило измерять зависимость проводимости мембраны от мембранного потенциала и от времени. Оказалось, что сразу же после того, как с помощью фиксации потенциала мембранный потенциал устанавливается на пониженном уровне, проницаемость мембраны для ионов натрия резко возрастает. Увеличение проницаемости автоматически приводит к деполяризации прилежащей области мембраны и соответственно к образованию само-раопространяющейся волны, движущейся вдоль аксона. Химическая природа процессов, изменяющих проницаемость мембраны, остается неясной. С помощью фиксации потенциала было установлено, что через доли миллисекунды проницаемость мембраны возрастает также и [c.370]

Мембранные рецепторы выполняют функции узнавания (иммунокомпе-тентная система), адгезии (обеспечение межклеточных контактов, формирование тканей), регуляции активности ионных каналов (электрическая возбудимость, создание мембранного потенциала). Мембранные ферменты в составе бислоя приобретают большую стабильность и способность к осуществлению реакций, которые в гидрофильном окружении протекали бы с весьма малой скоростью. Липидное окружение предоставляет таким белкам привилегированные условия функционирования, но и накладывает ограничения на поведение белковых ассоциатов последнее сильно зависит от плотности упаковки (микровязкости) мембран. Поэтому факторы, влияющие на липидный состав и свойства клеточной мембраны, оказывают регулирующее влияние на функции мембранных белков. [c.303]

Анализ химических превращений в процессе лабораторных сульфитных варок модельных соединений структурного звена лигнина [62] и препаратов лигнина [63] по изменению значений ООП индивидуальных спектральных Ег полос и восстановительной емкости проб варочных растворов, отобранных по ходу обработки, а также значений окислительного потенциала мембранных электродов, изготовленных иэ твердых продуктов варок, выявил идентичный осцилляционный характер изменения анализируемых физико-химических параметров. Это говорит в пользу того, что в гетерогенной системе нуклеофильное сульфитирование лигнина протекает по механизму окислительновосстановительного взаимодействия, включающему автокаталитичес-кие стадии фенол-хиноидных перегруппировок и приводящему к [c.254]

В этой главе рассматриваются компоненты мембран клетки, регулирующие и обеспечивающие транспорт ионов, особенно Na+ и К+ (рис. 6.1). Подобные мембранные системы, расходуя метаболическую энергию клетки, могут перекачивать ионы из менее концентрированного в более концентрированный раствор (активный транспорт, ионный насос). В результате теплового движения и под действием электрохимического потенциала ионные токи л-югут менять направление без потребления метаболической энергии (пассивный транспорт). Для проведения нервного импульса энергетически необходимы оба процесса — активный транспорт ионов против градиента концентрации (как бы в гору) и пассивная диффузия по градиенту (как бы с горы). Таким образом, чтобы поддерживать ионный баланс, пассивные ионные токи должны компенсироваться активным транспортом. Здесь рассматривается только пассивный ионный транспорт активный транспорт и его Na+, К+-насос, движущей силой которого является энергия, высвобождаемая в результате гидролиза АТР (Na, К-зависимая АТРаза, или Na+, К -насос),. обсуждаются в гл. 7. Такое подразделение уже указывает на то, что в процессе принимают участие биохимически различные структуры. Существует несколько доказательств в пользу этого. [c.130]

Потенциалзависимые красители могут быть полезными и для контроля изменений потенциала в органеллах или везикулах, слишком малых для использования микроэлектродной техники. С этой же целью могут применяться липофильные катионы, например тетрафенилфосфоний или трифенилметилфосфо-ний (ТФМФ+), накопление которых в мембранных системах, зависит от приложенного потенциала. [c.162]

Важнейшую роль в клетке играют мембранные системы актианого (т. е. энергозависимого) транспорта катионоа против градиента их электрохимического потенциала, использующие для процесса транслокации энергию гидролиза АТР и объединенные под названием транспортных аденозинтрифосфатаз. или ионных насосов. [c.618]

Грегор и Уитстон [G42] измеряли биионный потенциал в системе Са " /К" и нашли, что подвижность Са в мембране может быть в 10 раз больше подвижности К. Однако проводимость мембран в К -форме в два-три раза больше проводимости мембран в Са -форме. В этом случае влияние высокой концентраций двухвалентного иона в мембране превышает влияние низкой подвижности, так как общий перенос Са получается больше, чем К - Хелфферих и Оккер [Н18], применяя пару катионов Na /Sr , наблюдали БИП и нашли, что Na проникает легче, чем Sr в этом случае влияние высокой концентрации в мембране было сильнее влияния высокого отношения подвижностей [c.86]

НКЭ — насыщенный каломельный электрод) асимметрический потенциал возникает в результате различий селективностей двух мембран. Выражая селективность через числа переноса противоионов, автор совместно с Сиддики [53] показали, что э. д. с. такой составной мембранной системы описывается выражением [c.106]

Хотя описанные результаты свидетельствуют об инициировании образования перекисей ОН адикалами, они сами по себе недостаточны для того, чтобы исключить возможность инициирования ре- акции в липидах биологического происхождения анион-радикалом О г-Кроме отталкивания формиат-ионов вследствие отрицательного поверхностного заряда мицелл мыла будет затруднено также и проникновение в гидрофобное ядро 0 Следует ожидать, что любые реакции между О и молекулами мыла будут протекать лишь с оставшимися в растворе мономерами. Однако мембранные системы не имеют такого высокого поверхностного потенциала, в результате чего кюжет осуществляться контакт 0 и липидов в бислое мембраны. [c.335]

Чтобы оценить применимость метода ЭДС для исследования транспортных процессов в системах сложного электролитного состава, рассмотрим прежде всего в общем виде закономерности, связывающие ионные числа переноса в мембране и возникающие в ней градиенты электрического потенциала. Пусть в системе содержится два электролита ( ЬЛ и MX ). распределяюсциеся меаду мембраной и раствором. Ефоме ионов, входящих в состав этих электролитов, в системе могут присутствовать другие ионы различной природы, которые способны перемещаться лишь в пределах мембраны. Мы будем обозначать их общшл индексом i ( i = 1,2,.--п, где п- число сортов этих ионов). Рассматриваемая мембранная система может быть представлена следующей схемой [c.96]

В приведенном выражении индексы г и о относятся к растворам, находящимся внутри и снаружи замкнутой мембранной системы. В сопрягающих мембранах локализованы также АТФ-синтетазные системы, через каналы которых осуществляется пассивное движение Н+ по градиенту электрохимического потенциала (подробнее см. гл. XXIV). В последнее время возрастает интерес к латеральному транспорту Н+ по поверхности мембран, а также по микроструктурам цитозоля. [c.162]

Действительно, было обнаружено, что форма Р730 более сильно связана с мембранной матрицей, чем форма Рббо- Эти изменения сродства фитохрома к мембране могут, по мнению ряда исследователей, приводить к модификации проницаемости клеток и, как следствие, к увеличению содержания ионов в окружающей среде. При освещении мимозы отмечено также изменение тургора клеток и возникновение потенциала действия. Обратимые фитохром-зависимые изменения биоэлектрического потенциала мембран проростков фасоли наблюдал также Джаффе. В его опытах К-свет индуцировал положительный, а ДК-свет — отрицательный потенциал, причем ответ регистрировался сразу же после изменения спектрального состава света. Танада отмечал контролируемые системой Рббо Ртзо резкие и обратимые модификации адгезионных свойств поверхности растительных клеток, что также свидетельствует об изменении структурного состояния мембран. И наконец, в опытах Руа были обнаружены обратимые изменения электрического сопротивления черных липидных мембран после фотохимической модификации инкорпорированного в них фитохрома. [c.188]

Во-первых, роль биоэлектрических потенциалов в протекании энергетических превращений. Становится очевидным, что разности биоэлектрических потенциалов на мембранных структурах животных и растительных клеток являются наряду с АТФ обобществленной формой конвертируемой энергии. Речь идет о биоэлектрических потенциалах не только на сопрягающих мембранах, но и на других мембранных системах, в том числе на плаэмалемме. Здесь энергия электрического поля, напряженность которого весьма высока, используется на совершение осмотической, механической и других видов работы. Поэтому нередко для характеристики степени энерги-зованности клетки используют величину ее мембранного потенциала. [c.5]

Среди клеточных органелл с высокодифференцированной собственной мембранной системой ведущее место без сомнения занимают митохондрии и хлоропласты, с которыми связано осуществление важнейших энергетических процессов растительной клетки. Однако если микроэлектродное измерение потенциала является достаточно сложной задачей уже при анализе электрических свойств плазмалеммы и тонопласта у высших растений, то при переходе на субклеточный уровень методические трудности становятся почти неразрешимыми. В частности, по свидетельству В.П. Скулачева [247], попытки измерить потенциал митохондрий путем введения микроэлектрода до сих пор остаются безуспешными. В то же время некоторым исследователям удалось осуществить измерение трансмембранного потенциала крупных хлоропластов ряда растительных объектов, прежде всего пеперомии [33,337,598]. Его величина в опытах на интактных клетках (измеренная по отношению к цитоплазме) и на изолированных хлоропластах (измеренная по отношению к среде) варьирует от 10 до —бОмВ. [c.12]

Следовательно, поступление воды из почвы в растение контролируется двумя группами факторов во-первых, теми, которые определяют разность водного потенциала в системе почва — растение, и, во-вторых, теми, которые определяют сопротивление почвы (строение почвенного профиля, состав твердой фазы и т. д.) и сопротивление корней (кутинизация, суберинизация клеточных стенок, проницаемость плазматических мембран) водному току из почвенной среды в корневую систему, т. е. поступление воды из почвы в растение определяется разностью водного потенциала между почвой и растением и барьерными факторами, возникающими на пути транспорта [242]. Иными словами, здесь применимы те же самые формулы, которые приведены в главе III [c.112]

Концентрационная поляризация и диффузионный слой играют очень важную роль в формировании свойств мембранной системы. Можно сказать, что, хотя свойства самой мембраны и являются основополагающими, знания этих свойств еще недостаточно для того, чтобы определить выходные характеристики всей системы и управлять ходом электромемб-ранного процесса. В первую очередь это является следствием того, что при достаточно высоких плотностях тока мембранный процесс лимитируется переносом ионов через диффузионный слой. В этих условиях не только суммарный скачок потенциала, но и такое свойство, как специфическая селективность по отношению к одному из сортов конкурирующих противоионов, определяется параметрами обессоливаемого диффузионного слоя. Параметры диффузионного слоя зависят от конструкции мембранного аппарата и от скорости прокачивания раствора. Таким образом, становятся более понятными пути совершенствования электромембранных аппаратов для этого требуются мембраны с заранее заданными свойствами и конструкции каналов, обеспечивающие оптимальные параметры диффузионного слоя. В большинстве случаев оптимальным будет диффузионный слой минимальной толщины, и здесь очень важной оказывается возможность воздействовать на диффузионный слой не только чисто гидродинамическими приемами, но и использовать для этого сопряженные эффекты, такие как гравитационная конвекция и электроконвекция. Отметим также, что конечный результат будет зависеть еще и от того, таким образом протекает эволюция порции раствора, движущейся по мембранному каналу, в частности, от того, каким образом будут воздействовать продукты электромембранных реакций на ход процесса (установлено [17, 218], например, что сдвиг pH в камере обессоливания отрицательно влияет на характеристики процесса обессоливания происходит снижение выхода по току из-за участия в переносе электричества продуктов диссоциации воды, кроме того, ионы воды вызывают эффект депрессии потока противоионов соли, противоположный эффекту экзальтации). Такого рода эффекты, проявляющиеся при движении раствора по длине мембранного канала, изучает динамика электродиализа, однако этот раздел мембранной электрохимии уже выходит за рамки данной книги. [c.347]

Мембраны из твердых материалов, которым посвящен данный раздел, называют также мембранами с фиксированными ионообменными центрами. Вначале рассмотрим мембранные системы, в которых образуется диффузионный потенциал [10, 12, 18, 19, 25, 41, 54, 74]. Будем предполагать, что все ионообменные центры равноценны и что каждый из них несет единичный отрицательный заряд, т. е. мембрана проницаема только для катионов. Допустим тмкже, что в растворе 1 присутствуют однозарядные катионы двух типов J+ и К" ", а в растворе 2 находится только ион J+. Оба иона могут проникать в фазу мембраны и вести себя в качестве противоионов по отношению к анионным активным центрам. [c.62]

В зависимости от размера пор, все пористые среды принято делить на три класса микро- и макропористые тела и структуры с переходными порами. Предельный радиус мнкропор не превышает 15 Л, т. е. молекулярных размеров, поэтому практически все пространство микропор находится в поле действия поверхностных сил. Адсорбционный потенциал в микропористых телах заметно выше, чем в других пористых системах. Характерный размер макропор условно принимают более 2000 А удельная поверхность тел с подобной структурой сравнительно невелика, так что влияние адсорбционных сил на процессы, протекающие в этих средах, незначительно. Более того, при стандартных условиях ( =25°С, Р = 760 мм рт. ст.) для большинства газов в каналах макропористых тел обычно реализуется континуальное течение, исключающее процесс разделения смеси. Поэтому макропористые тела используют в мембранной технологии в качестве дренажной системы (пористой подложки). [c.39]

Электрический потенциал и структура двойных электрических слоев мало зависят от размеров частиц. Однако увеличение удельной поверхности в дисперсной системе приводит к повышению концентрации противоионов двойного слоя,что в свою очередь может влиять на многие свойства системы, в том числе и на свойства этого слоя. Если противоионами в двойном электрическом слое являются Н+- или ОН -ионы, то наблюдается так называемый суспензионный эффект, сущность которого состоит в том, что значение рНс суспензии отличается от значения рНф выделенного из нее фильтрата. Количественно суспензионный эффект характеризуется величиной ДрНсэ = рНс—рНф, которая возрастает с увеличением концентрации дисперсной фазы в суспензии, а при постоянной массовой концентрации дисперсной фазы — с увеличением ее дисперсности, т. е. эффект повышается с увеличением межфазной поверхности в суспензии. Значение суспензионного эффекта уменьшается с повышением концеитрацпи электролитов в системе, что еще раз подтверждает указанную причину возникновения этого эффекта. Знак суспензионного эффекта (ДрНсэ) совпадает со знаком заряда поверхности (частиц, мембран). [c.343]

До сих пор мы предполагали, что коллоид не является электролитом, а это действительно верно для растворов макромолекул в неполярных растворителях. Однако в водных растворах многие макромолекулы, и прежде всего различные биоколлоиды, как правило, находятся в виде ионов. Если же раствор, кроме того, содержит обычные электролиты, то картина еще более усложняется. Здесь осмотическое равновесие сочетается с электростатическими взаимодействиями. Макроионы, которые не проходят через поры мембраны, частично удерживают около себя противоионы и нарушают их равномерное распределение возникает так называемый мембранный потенциал (играющий важную роль в процессах обмена живой клетки). Электростатически обусловленная повышенная концентрация ионов с одной стороны мембраны является причиной более высокого осмотического давления. Добавка электролита экранирует мембранный потенциал (эффект сжатия противоионной атмосферы), а тепловое движение понижает неравномерное распределение ионов, и осмотическое давление понижается. Предельный случай полностью подавленного мембранного потенциала (равномерное распределение всех ионов около мембраны) соответствует осмотическому давлению раствора неэлектролита той же концентрации. Теорию этого эффекта предложил Доннан (1911г.). Допустим, что слева от мембраны находится раствор полиэлектролита N31 с концентрацией с , а справа — раствор обычного электролита, например ЫаС1, с концентрацией с . Мембрана свободно пропускает молекулы растворителя (воды), ионы Ыа+ и С1 , но не пропускает ионы Для простоты вслед за Доннаном примем, что объемы растворов, находящихся с обеих сторон мембраны, одинаковы. Это делает вывод наглядным, не лишая его общности. Предположим также, что оба электролита полностью диссоциированы. Когда в системе установится равновесие, в ту часть раствора, где находится ЫаК, перейдет х молей ЫаС1, так что концентрация N3+ в нем повысится до - + х, концентрация К останется, как и прежде, равной с , а концентрация С1 , которая вначале была равна нулю, составит х. По другую сторону мембраны концентра- [c.45]

С коллигативными свойствами растворов связано и осмотическое давление. Рассмотрим так называемую ячейку Пфеффе-ра. Она представляет собой трубку, заполненную раствором и закрытую снизу полупроницаемой мембраной (перегородкой) последняя проницаема для молекул растворителя и не пропускает растворенное вещество. Трубка погружена в сосуд с растворителем (рис. Б.27). В начальный момент времени система неравновесна, и растворитель начинает переходить через мембрану в т]р убку. Теоретически равновесие должно характеризоваться равенством химических потенциалов чистого растворителя и раствора. Разумеется, такое положение недостижимо, так как химический потенциал раствора включает остаточный потенциал а следовательно, химический потенциал [c.281]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология