Мембраны с избирательной проницаемость

На рис. 4 приведена схема электродиализатора. При электродиализе мембраны несут электрический заряд, и может произойти смена ионного состава коллоидной дисперсии, соответственно изменяется и ее pH. Эти изменения обусловлены тем, что электрически заряженные мембраны неодинаково проницаемы для катионов и анионов. Для устранения этого эффекта мембраны, применяемые в электродиализе, могут обрабатываться различными веществами, уменьшающими их собственный заряд. Избирательные свой-сва мембран в некоторых случаях используют и для селективной очистки или для еще большего ускорения электродиализа, когда применяют две мембраны — анодную и катодную, изготовленные из материалов с различными зарядами. [c.16]

Нефтезаводские газы, подлежащие разделению, представляют собой смесь углеводородов с водородом. Основные физические константы водорода и газообразных углеводородов приведены в табл. 12. Водород из этих газов вьщеляют методами глубокого охлаждения, абсорбцией, адсорбцией, диффузией через мембраны с избирательной проницаемостью для водорода. Метод глубокого охлаждения нашел промышленное применение для выделения Нз из водородсодержащих газов. Для получения водорода высокой степени чистоты используют метод короткоцикловой адсорбции на цеолитах. Водород очень высокой степени чистоты в небольших количествах получают диффузией через мембраны из сплавов палладия, проницаемых для водорода, но непроницаемых для других газов и паров. Разрабатываются и полимерные мембраны, обладающие аналогичными свойствами, Метод абсорбции углеводородами с последующей ректификацией, особенно при пониженной температуре, может быть также использован для концентрирования водорода. Этот процесс имеет место в системах гидроочистки (см, стр, 20). [c.42]

Рассмотрим химические основы возникновения и поддержания биоэлектрических потенциалов (потенциала покоя и потенциала действия). Большинство исследователей придерживаются мнения, что явления электрической поляризации клетки обусловлены неравномерным распределением ионов К и Ма по обе стороны клеточной мембраны. Мембрана обладает избирательной проницаемостью большей для ионов К и значительно меньшей для ионов Ка. Кроме того, в нервных клетках существует механизм, который поддерживает внутриклеточное содержание натрия на низком уровне вопреки градиенту концентрации. Этот механизм получил название натриевого насоса. [c.636]

В сепараторе с полупроницаемой мембраной из силиконовой резины (рис. 85, б) используется прямо противоположный процесс — ускоренное проникновение органических люлекул через полимерную силиконовую мембрану [62]. В этом случае органические продукты, обладающие повышенной растворимостью в полимерном материале мембраны, селективно сорбируются ее поверхностью, диффундируют через нее и десорбируются в полость ионного источника масс-спектрографа. Такой процесс избирательной проницаемости веществ через полимерные мембраны достаточно интенсивно изучается и используется для разделения некоторых смесей [63]. [c.186]

Потенциал на мембране в состоянии покоя (ХХШ.1.2) приближается к равно-весному потенциалу для К+, так как проницаемости для К+ в этих условиях намного больше коэффициента проницаемости для Ма (Рк -Рма = 1 0,04). Генерация импульса. Реверсия мембранного потенциала во время развития импульса вызвана тем, что на гребне спайка потенциала действия мембрана избирательно проницаема для Ма , так что отношение ионных проницаемостей становится равным Рк Рма = 1 20. Как видно из формулы (ХХШ.1.2), в этих условиях ( Ма Рк) потенциал на мембране приближается к равновесному натриевому потенциалу (рма- Разность потенциалов на мембране, проницаемой только для Ма , выражается формулой Нернста [c.167]

Исследования влияния внешних факторов на процесс ЭОФ (давления, гидродинамической обстановки, температуры, концентрации и др.) показали, что величина К-р изменяется в зависимости от этих факторов так же, как и селективность процесса обратного осмоса, проведенного в идентичных условиях. Таким образом, условия, в которых можно осуществить процесс ЭОФ, неразрывно связаны с обратноосмотическим потоком воды через поровое пространство заряженных электрическим полем обратноосмотических полупроницаемых мембран, со строением ДЭС в поровом пространстве и поверхностных над ним слоях. Поэтому процесс избирательной проницаемости ионов и молекул через заряженные электрическим полем обратноосмотические мембраны можно проводить только при давлении, превышающем осмотическое давление раствора. [c.200]

Рассматривая клетку как первичный объект действия яда, следует иметь в виду, что по существующим представлениям любая клетка растительных и животных организмов, бактерий и простейших имеет очень тонкий внешний покров, который носит название цитоплазматической мембраны. В состав этой мембраны входит три слоя толщиной около 25А. Наружный и внутренний слои состоят из молекул белков, расположенных в один ряд. В состав среднего слоя входят молекулы липидов, располагающихся в два ряда. Цитоплазматическая мембрана обладает избирательной проницаемостью для различных веществ. Она легко пропускает в клетку одни вещества, в том числе и яды, но более или менее сильно задерживает другие. [c.15]

Стеклянный электрод относится к классу мембранных ионоселек-тивньк электродов, где он занимает промежуточное положение между электродами с жидкими мембранами и твердыми мембранами. Выше, нри рассмотрении равновесных процессов на границе раздела двух фаз, отмечалось, что если мембрана избирательно проницаема для одного тина ионов, присутствующих в растворе, то через некоторое время устанавливается равновесие но этому иону, характеризующееся значением мембранного потенциала. [c.53]

Нервное волокно представляет собой сильно вытянутую трубку из студневидного вещества, заполненную солевым раствором одного состава и омываемую солевым раствором другого состава. Эти растворы содержат электрически заряженные ионы, по отношению к которым напоминающая мембрану оболочка нерва обладает избирательной проницаемостью. Из-за различия в скоростях диффузии отрицательно и положительно заряженных ионов между внутренней и наружной поверхностью нервного волокна имеется некоторая разность потенциалов. Если ее мгновенно снизить, то есть вызвать местную деполяризацию, эта деполяризация распространится на соседние участки мембраны, в результате чего по волокну побежит ее волна. Это и есть так называемый спайк-потенциал, или нервный импульс. Мембрана не может быть разряжена частично она деполяризуется полностью на всем пути или не деполяризуется совсем. Кроме того, после прохождения импульса требуется некоторое время для восстановления первоначального потенциала мембраны, причем, до тех пор пока потенциал мембраны не восстановится, нервное волокно не сможет пропустить следующего импульса. Природу возникновения нервного импульса (по закону все или ничего ) и следующего за прохождением импульса рефрактерного периода (или периода возвращения волокна в первоначальное состояние) мы рассмотрим подробнее в последней главе книги. Если возбуждение получено где-то посредине волокна, импульс должен был бы распространяться в обе стороны. Но этого обычно не происходит, так как нервная ткань сконструирована таким образом, чтобы сигнал в любой данный момент шел в каком-то определенном направлении. Для этого нервные волокна соединены между собой в нерве специальными образованиями, синапсами, пропускающими сигналы только в одном направлении. [c.117]

Мембраны с избирательной проницаемостью [c.266]

Можно изменить состав жидкой смеси, пропуская часть ее через избирательно проницаемые мембраны. Новый процесс условно называют методом разделения при помощи непористых мембран. [c.73]

Проведение импульсов определяется в основном (а во многих аксонах позвоночных почти полностью) функцией потенциал-зависимых натриевых каналов. Импульсы первоначально генерируются мембраной аксонного холмика, где таких каналов много. Но для осуществления особой функции кодирования мембрана аксонного холмика должна помимо натриевых каналов содержать еще по меньшей мере четыре класса каналов с воротными механизмами-три избирательно проницаемых для К и одии для Са . Три разновидности калиевых каналов с воротами обладают совершенно разными свойствами, и мы будем называть нх соответствеино медленными, быстрыми н Са -зависимыми каналами. Кодирующие функции всей этой системы каналов наиболее полно изучены на гигантских нейронах моллюсков, ио те же принципы, по всей видимости, используются и в нейронах позвоночных. [c.108]

Клеточная оболочка — это мембрана, которая регулирует связь цитоплазмы с другими клетками и 1С внещней средой. Мембрана избирательно проницаема для различных веществ, ее проницаемость зависит от природы проникающих в клетку молекул и физиологических особенностей клетки. В цитоплазме находятся различные включения — капельки жира, зерна крахмала и т. д., вакуоли. В вакуолях содержится клеточный сок. В клеточный сок растений входят различные пигменты, определяющие окраску растений и их отдельных органов. Желтая окраска обусловлена флавонами, а красная и фиолетовая— антоцианинами. Окраска зависит также от кислотности сока. Главнейщими клеточными структурами, которые содержатся в цитоплазме, являются ядро, пластиды, митохондрии и микросомы. Пластиды—довольно крупные гранулы овальной формы, митохондрии — мелкие палочковидные частицы, а микросомы — мельчайшие округлые частицы. Митохондрии и микросомы хотя и значительно меньше ядра или пластид, но на их долю приходится до 50% массы протоплазмы. В протоплазме имеется сложная система мембран, образующих каналы, связанные с оболочкой ядра. Эта система представляет структурную основу клеточной цитоплазмы и называется эндоплаз-матической сетью. [c.28]

Подвижности сегментов способствует то обстоятельство, что каучуки состоят из длинных, гибких, линейных цепей макромолекул. Они также характеризуются малым числом полярных групп, отсутствием кристалличности и только незначительно сшиты (при типичной степени полимеризации между поперечными сшивками находятся 300 подвижных звеньев [9]). В результате этого, когда избирательно проницаемая часть мембраны находится в таком состоянии, проницаемость, как правило, высока, а селективность низка. [c.111]

Мембраны готовят из различных материалов полимерных пленок, пористого стекла, керамики, металлической фольги, ионообменных материалов. Наибольщее применение получили мембраны на основе полимеров ацетата целлюлозы, поливинилхлорида, полистирола, полиамидов и др. Первые искусственные ме.мбраны были получены в начале шестидесятых годов из ацетата целлюлозы. Жизнедеятельность организма человека и других живых существ поддерживается благодаря поступлению питательных веществ через тонкие стенки кищок — биологические мембраны. Избирательная проницаемость биологических мембран обеспечивает доступ нужных организму веществ в легкие и другие органы. [c.281]

Кроме катионитов, анионитов и амфотерных ионитов изготовляют ионообменные мембраны, которые подразделяют на гомогенные, гетерогенные и интерполимерные. Мембрана должна иметь достаточную селективную проницаемость для ионов различного вида. Мембраны применяют для разделения близких по свойствам ионов, для концентрирования кислот и оснований и в других случаях. Мембрана представляет собой однородную массу и состоит из одномерных цепей. Мембраны готовят из производных целлюлозы, сульфированных или амини-рованных линейных полимеров стирола. Они обладают избирательной проницаемостью, несут положительные или отрицательные заряды и отталкивают одноименно заряженные ионы. Ионы противоположного заряда беспрепятственно проникают через мембрану. Мембрана действует, как сито. Мембраны избирательно проницаемы по отношению к катионам или анионам. На ионообменной мембране устанавливается потенциал Нернста, который зависит от подвижностей ионов. [c.128]

Полупроницаемые мембраны и, следовательно, мембранные явления чрезвычайно распространены в живой природе. Так, клеточные или плазменные мембраны отделяют внутреннюю часть любой живой клетки от окружающей среды. Составы растворов внутри и снаружи клеток различны, а сами мембраны обладают избирательной проницаемостью. В основе транспорта веществ через мембраны лежат электрохимические закономерности. Этот пример указывает на важность электрохимического подхода к исследованию биологических объектов. Изучение электрохимических закономерностей функционирования живых систем и их моделей составляет предмет биоэлектрохимии. Это направление электрохимии интенсивно развивается в настоящее время. Один из разделов биоэлектрохимии связан с изучением мембран и их роли в биологических системах. [c.138]

Запатентован [ 251 процесс приготовления мембраны для сверхтонкой фильтрации и обратного осмоса на основе полиамида или полиимида, получаемого путем поликонденсации диаминодибензо-18-краун-б с пиромелдитовым или три-меллитовым ангидридом. Свойства избирательно проницаемых для ионов мембран описаны в обзоре Уэно с сотр. [ 261. [c.324]

МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛЙТЕЛЬНЫЕ (полупроницаемые, селективно-проницаемые мембраны), избирательно пропускают отдельные компоненты газовых смесей, р-ров, коллоидных систем. Представляют собой пленки, пластины, трубки и полые нити, изготовленные из стекла, металла, керамики, полимеров. Наиб, практич. значение имеют полимерные М. р., напр, из целлюлозы и ее эфиров, полиамидов, поли-сульфонов, полиолефинов и большинства др. известных полимеров. [c.32]

Как осуществляется такое напряжение, в принципе верно объяснил еще в 1912 г. Бернштейн, ученик основоположника электрофизиологии Дюбуа-Реймона. По мнению Бернштейна, клеточная мембрана электрических пластинок, филогенетически происшедших от мышечного волокна, как и клеточные мембраны мышечной ткани, должна обладать избирательной проницаемостью для ионов К+, но не для ионов Ыа+. Между более высокой концентрацией с внутренней стороны и более низкой концентрацией Ыа+ с внешней стороны пластинки возникает потенциал покоя, причем, согласно ряду напряжения, внутренняя сторона становится электроотрицательной. При раздражении, происходящем вследствие нервного нмпульса, изменяется проницаемость мембран и они начинают пропускать ионы, а следовательно, и ток. Как недавно показали измерения Ходчкина с сотрудниками, поляризация при разрядке не только доходит до точки компенсации исходной [c.463]

Большинство других биологических мембран имеет более высокое содерукаиие белка (50—60 % ) ив их состав входят углеводы (О—10 % ) Вследствие более высокого содержания белка такие мембраны, сохраняя разделяющую способность, обладают большей проницаемостью для различных метаболитов. Мембраны обладают избирательной проницаемостью по отношению к отдельным метаболитам некоторые мембраны способны осуществлять перенос против градиента концентрации (его называют активным в противоположность обычному — пассивному ). Для обеспечения специфической проницаемости мембран необходимо наличие широкого спектра белков. [c.107]

Каждая клетка в организме млекопитающих содержит холестерин. Находясь в составе мембран клеток, неэтерифицированный холестерин вместе с фосфолипидами и белками обеспечивает избирательную проницаемость клеточной мембраны и оказывает регулирующее влияние на состояние мембраны и на активность связанных с ней ферментов. В цитоплазме холестерин находится преимущественно в виде эфиров с жирными кислотами, образующих мелкие капли—так называемые вакуоли. В плазме крови как неэтерифицированный, так и этерифицированный холестерин транспортируется в составе липопротеинов. [c.202]

В обзоре Блатта перечислены следующие основные требования, которые предъявляются к мембранам они должны обладать определенными размерами пор, пропускать раствор с достаточно высокой скоростью и иметь минимальную адсорбирующую способность. В настоящее время ряд фирм выпускает мембраны для фильтрации, в большей или меньшей степени удовлетворяющие этим требованиям (табл. 4). Наибольшее распространение получили анизотропные мембраны, состоящие из плотной, очень тонкой пленки-мембраны с избирательной проницаемостью, которая прикреплена к пористой подложке. В табл. 4 указана величина молекулярного веса веществ, задерживаемых мембраной, но в действительности мембраны задерживают не 100% соответствующих макромолекул, а несколько меньше. Отсюда следует, что для более полной задержки следует брать мембрану с меньшими, чем указано в таблице, величинами пор. Например, для альбумина (мол. вес 67 ООО) лучше использовать РМ-30, чем ХМ-50. Следует также помнить, что способность проходить через мембрану зависит не только от молекулярного веса, но и от формы молекулы и ее гибкости. Кроме приведенных вдабл. 4, следует упомянуть и о выпускаемых фирмой Sartorius (ФРГ) изотропных ультрафильтрах, изготовленных из регенерированной целлюлозы (серия SM 115, величина пор у разных фильтров серии 150—5 нм), ацетата целлюлозы (серия SM 117, величина пор 35—5 нм) и нитрата целлюлозы (серия SM 121, величина пор 15—5 нм). [c.27]

В сушествующих мемфанах с избирательной селективностью специфическая селективность по отношению к ионам магния по сравнению с ионами натрия составляет 0,2 - 0,3, Р -0,3. 0.4,. 0,02 - 0,08. Числа переноса двухвалентных катионов через катионообменные мембраны с избирательной проницаемостью для одновалентных ионов повышаются (фиг. 4) при увеличении плотности тока /18/. Изменения чисел переноса влияют на специфическую селективность мембран Р в соответствии с определением этой величины. Найдено также, что на величину Рд слабо влияют концентрация ионов в разбавленном растворе и линейное перемещение разбавленного раствора. Поэтому плотность тока, концентрация ионов и скорость разбавленного раствора необходимо учитывать при выборе условий электродиализного концентрирования с применением одновалентно-селективных мембран. [c.97]

На практике было показано, что горизонтальный участок на кривой появляется тогда, когда высокие токи проходят через катионитовые мембраны, обладающие высокой избирательной проницаемостью дальнейшее увеличение приложенного напряжения вызывает довольно резкое увеличение тока. Многими исследователями доказано, что этот ток не зависит от концентрации ионов водорода. Это было подтверждено в экспериментах [15] даже при плотности тока 125 мА/см . Было подтверждено также усиленное проникание КОНОНОВ. Кедем и Рубинштейн показали, что носителем тока выше критического является катион Na или К. Это объясняется тем, что около поверхности мембраны в условиях сильной поляризации не подтверждается допущение нейтральности, введенное в уравнение Нернста — Планка вместо него применимо уравнение Пуассона [18]. [c.31]

Принципиальная схема процесса представлена на рис. 1. Мембрана делит аппарат для фракционирования на два отделения. Разделяемая смесь состоит из равных количеств компонентов А (черные кружки) и В (светлые кружки). Прошедшая через мембрану смесь (условно называемая в дальнейшем продиффундировавшей фазой) содержит 80% компонента В и 20% компонента А. Следовательно, в данном случае мембрана обладает избирательной проницаемостью для компонента В. Избирательность мембраны можно выразить через коэффициент разделения, по определению равный частному от деления отношений концентраций компонентов 5 и Л в про-диффундировавшем потоке и в непродиффундировав-шем жидком остатке, или [c.74]

Разделение при помощи непористых мембран представляет собой процесс, позволяющий изменять состав жидких смесей путем диффузии части компонентоБ через мембраны, обладающие избирательной проницаемостью. При применении соответствующих мембран и рабочих условий, в частности температуры и давления, можно осуществлять в промышленном масштабе эффективное разделение различных компонентов, содержащихся в технологических потоках. [c.100]

Биоэлектрохимия. Электрохимические закономерности лежат в основе переноса веществ через биологические мембраны. Это направление электрохимии интенсивно развивается в настоящее время и получило наименование биоэлектрохимия. Клеточные или плазменные мембраны отделяют внутреннюю часть клетки от окружающей среды. Состав растворов внутри и снаружи клеток различен, а сами мембраны обладают избирательной проницаемостью. Потенциал на клеточной мембране создается разностью концентраций ионов в клетке и в окружающей среде и зависит от проницаемости мембраны. Величина потенциала составляет для нервных и мышечных волокон в состоянии покоя 60—80 мВ и может быть определена по уравнению [c.158]

Развитие новых направлений биосенсометрии, видимо, будет зависеть от успехов микроэлектроники, основанной на применении продуктов биотехнологии, например ферментов и антител. Недавно были созданы ион-селективные транзисторы на основе полевого эффекта (РЕТ ы) в таких устройствах на изолирующий слой транзистора помещается мембрана с избирательной проницаемостью. На поверхность транзистора можно было бы-нанести ферменты и антитела так, чтобы он чувствовал связывание белка и/или возможные его конформационные изменения и/или реакцию с субстратом. Первым шагом здесь является разработка чувствительного к пенициллину FET a, в котором применен фермент пенициллиназа ( aras, Janata, 1980). [c.346]

Повреждение поверхностных структур или слоев клетки. Этанол в достаточно высокой концентрации (70%) вызывает коагуляцию белков и оказывает бактерицидное действие. Фенолы, крезолы, нейтральные мыла и поверхностно-активные вещества (детергенты) действуют на наружные слои клеток и нарушают избирательную проницаемость плазматической мембраны. Клеточные мембраны состоят главным образом из липидов и белков. Детергенты имеют поляркую структуру, причем их молекулы содержат как липофильные группы (длинные углеводородные цепи или ароматические кольца), так и гидрофильные ионизированные группы. Накапливаясь в липопротеиновых мембранах (тоже имеющих полярную структуру), детергенты нарушают их функции. Поскольку эти вещества обладают широким спектром антимикробного действия, их обычно применяют для дезинфекции различных поверхностей и одежды. С детергентами сходны по своему действию некоторые полипептидные антибиотики (полимиксин, колистин, бацитрацин, субти-лин) и антимикробные вещества растительного происхождения. [c.204]

Внешняя граница клетки образована клеточной (или плазматической) мембраной (или оболочкой). Типичная двох1ная мембрана (называемая элементарной мембраной) толщиной около 80 А, очевидно, представляет собой относительно жесткую и упорядоченную структуру, состоящую И.З бимолекулярного слоя полярных липидов, покрытого с обеих сторон белковыми пленками. Эту мембрану ни в коем случае нельзя считать гомогенной на всем ее протяжении. Наоборот, она представляет собой мозаику из различных функциональных единиц, слегка различающихся по своей структуре, высокоизбирательных и специализированных в клетках разных типов. Мембрана определяет такие весьма разнообразные и вместе с тем чрезвычайно ванлные характеристики клетки, как избирательная проницаемость, активный перенос питательных веществ и ионов (т. е. их поступление в клетку), контрактильные свойства, способность клеток вступать в ассоциацию друг с другом и распознавать друг друга (например, при формировании органов). Плазматические мембраны могут слунгить также местом протекания некоторых сложных ферментативных процессов, таких, как гликолиз или даже синтез белка (у микроорганизмов). [c.248]

Принципиально новый подход к исследованию реакции дегидрирования изопентана найден в работах Смирнова, Грязнова и Мищенко [27]. В качестве катализатора эти авторы предлагают применять сплавы палладия. Помимо дегидрирующего действия палладий, как известно, обладает избирательной проницаемостью для водорода. Если выполнить катализатор в виде мембраны или тонкостенной трубки, то водород, образующийся при дегидрировании углеводорода, например бутана или изопентана, диффундируя через металл, выводится из системы, смещая равновесие. Так, при дегидрировании изопентана на фольге из сплава палладия с никелем при 558 °С выход- изопрена на пропущенный изопентан составляет 18,6%, одновременно образуется 10,5% изоамиленов. На сплаве палладия с родием при 588 °С выход изопрена достигает 23,9%, а суммы изопрена и изоамиленов — около 30% за проход. [c.138]

Следует отметить, что все эти авторы [29, 30] получали на аноде титруемый ион Н+ и что они использовали мембрану с избирательной проницаемостью только во избежание потерь гидроксильных или водородных ионов из анолита. Однако Хансельман и Роджерс [31] работали с совершенно другими ионообменными мембранами при кулонометрическом титровании нитрата серебра раствором галогенидов. Они помещали образец с нитратом серебра в анодное пространство, в котором находился перхлорат натрия или нафталинсульфонат натрия в качестве вспомогательного электролита и инертный электрод. Католитом служил раствор гало-генида натрия растворы разделялись анионообменной мембраной. В идеальном случае при прохождении электрического тока на каждую фараду электричества через мембрану в анолит должен пройти один эквивалент галогенидного аниона. Это соответствует 100%-ному выходу по току. Наблюдаемый выход по току колеблется между 96,0% и 97,6%, если католитом будет 0,5 М раствор хлорида натрия. Низкие результаты являются следствием несовершенной избирательной проницаемости мембраны, т. е. некоторая часть тока проводится через мембрану катионами. Когда католитом служит 0,5 М раствор иодида натрия, выход по току составляет 50,5—62,7%. По-видимому, ионы иодида образуют ионные пары со связанными четвертичными ионами аммония [c.282]

ПО деминерализации молока с целью удаления большей части ионов натрия и калия при сохранении определенного содержания кальция. Установлено, что электродиализом с ионитовыми мембранами можно удалить до 99 % ионов калия, 95 % ионов натрия и только 33—55% ионов кальция [74, 75]. Избежать полного удаления кальция удается, по-видимому, вследствие связывания его бетаином, хотя но избирательной проницаемости катионов через мембраны кальций, согласно данным Ямабэ и Танака [76], стоит левее натрия в ряду [c.275]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология