Полупроницаемая мембрана также Мембраны

Рассмотрим идеальный процесс разделения исходной смеси на фракции. На рис. 7.2 показана схема идеального устройства для разделения смеси на фракции, включающие соответственно А/ компонентов (А,-ей). В отличие от схемы полного разделения, полупроницаемые мембраны установлены на входе в приемные камеры и обеспечивают обратимое смешение компонентов фракции. Температура во всех элементах системы одинакова. Давления в камерах также одинаковы и равны давлению исходной смеси. Мембранные парциальные давления р, и Ра соответствуют условиям мембранного равновесия чистого вещества и смесей в соответствующих камерах, затраченная извне минимальная работа разделения п молей исходной смеси на фракции с числом молей п,- определится как сумма затраченных работ обратимого изотермического сжатия чистых газов от их мембранных парциальных давлений р,, соответствующих равновесию с исходной смесью, до аналогичных характеристик Ра, равновесных газовым фазам фракций. Для одного моля исходной смеси минимальная работа разделения на фракции определится суммой [c.233]

В промышленности разделение воздуха с целью получения кислорода, азота и аргона осуществляется путем сжижения его с последующей низкотемпературной ректификацией. Изучается также возможность разделения воздуха методом абсорбции на цеолитах и диффузионным методом, основанном на различной скорости диффузии газов через полупроницаемые мембраны. [c.229]

В настоящее время многие важнейшие направления развития химической технологии и биологии связаны с изучением и использованием высокомолекулярных соединений, которые, в частности, играют решающую роль в формировании структуры тканей живых организмов, а также многих синтетических материалов. Ярким примером этому могут служить искусственные полупроницаемые мембраны, используемые для технических целей, и биомембраны — важнейшая часть всех клеточных систем живых организмов и растений. [c.8]

Диализ — разделение растворенных частиц, значительно различающихся между собой массой и размерами, при помощи полупроницаемой мембраны. Примером такого процесса является разделение коллоида и кристаллоида. См. также Электродиализ. [c.95]

Например, основной метод разделения и очистки элементарных газов (азота и кислорода) состоит в дробной перегонке предварительно сжиженного воздуха и последующего избирательного поглощения примесных газов на специальных поглотителях. В последнее время в целях глубокой очистки газов щироко применяются процессы, основанные на диффузии (струйное фракционирование, диффузия через полупроницаемые мембраны, препаративная газовая хроматография, метод молекулярных сит). Однако до сих пор высшая степень очистки простых газов все же не превышает 99,99 %и лишь в отдельных наиболее благоприятных случаях приближается к пяти девяткам (99,999 %). Общей помехой для получения чистых газов является адсорбция влаги и посторонних газов на стенках емкостей, применяемых в ходе их очистки. Удалить посторонние прилипчивые газы со стенок стеклянной или металлической аппаратуры можно лишь путем длительного отжига в вакууме. Вместе с тем следует учесть также возможность поглощения самих эталонируемых газов конструкционными материалами (азота — титаном, танталом, цирконием и их сплавами водорода — платиной, осмием, иридием кислорода — медью, серебром и другими металлами). Кроме того, многие металлы и сплавы оказываются частично проницаемыми для отдельных газов (в первую очередь это относится к легким газам — водороду и гелию), что приводит к нх просачиванию в сосуды с эталонными газами извне. Таким образом, проблема эталонирования даже простых газов оказывается далеко не легким делом. [c.52]

Непрерывное формование трубчатой полупроницаемой мембраны можно производить литьем формовочного раствора в осадительную ванну (рис. 111-20). Формовочный раствор выдавливается из кольцевой фильеры 1, наружный срез которой погружен в осаждающую жидкость. Газ (воздух) в камеру подсушки 2 подается по трубке (шаблону) 4. Уровень осаждающей жидкости (воды) в камере подсушки регулируется давлением подаваемого газа, который затем вместе с парами растворителя и частью осаждающей жидкости удаляется по трубке 5, проходящей через центр фильеры. Полученная трубчатая мембрана 3 обрезается на необходимую длину и может быть установлена в каналах пористого каркаса или соединена в блок. Управление процессом образования селективного слоя при этом способе формования достаточно сложное, так как регулирование времени подсушки производится изменением давления газа, что одновременно изменяет и скорость испарения растворителя, а также может привести к деформации трубчатой мембраны. Промышленное применение этого способа, видимо, возможно только при изготовлении капиллярных трубчатых мембран (до 3— 5 мм), используемых без каркаса при небольших давлениях. [c.129]

Большинство экспериментальных данных свидетельствует о капиллярном течении жидкостей в набухающих мембранах. Селективность таких мембран объясняется особыми свойствами, приобретаемыми жидкостями в капиллярах, связанными с полной или частичной потерей растворяющей способности. Капиллярная модель полупроницаемой мембраны хорошо объясняет снижение селективности с ростом концентрации раствора, а также изменение задерживающей способности ацетатцеллюлозных мембран в водных растворах в соответствии со следующими лиотропными рядами [c.675]

Начало электрохимии собственно мембранных процессов заложено в 1890 г. работой В. Оствальда [81], в которой было сформулировано понятие полупроницаемой мембраны как мембраны, селективно влияющей на мембранный транспорт ионов. Согласно Оствальду, не только электрические токи в мышцах и нервах, но также и таинственные явления, происходящие в электрических рыбах, находят объяснение в свойствах полупроницаемых мембран . [c.12]

Получить полупроницаемые мембраны можно также модифицированием промышленных пленок, например прививкой мономеров. [c.52]

Очистка полисахаридов. Выделенные полисахариды уже частично освобождены от примесей. Дальнейшая более тщательная очистка от низкомолекулярных примесей проводится путем диализа или электродиализа (при котором ионы под влиянием электрического поля удаляются быстрее), а также ультрафильтрованием (через полупроницаемые мембраны с определенными размерами пор), при котором удаляются примеси и полисахариды делятся на фракции с определенными границами молекулярных масс. [c.55]

Осмотические измерения имеют самостоятельное значение только для очень разбавленных растворов. Порядок величины П в этой области для низкомолекулярных растворов 1—10 атм (можно также отметить, что для них такие измерения выполнимы только в исключительных случаях, так как практически отсутствуют пригодные полупроницаемые мембраны) для макромолекулярных растворов порядок величины П 10 —10 атм. Вследствие незначительной сжимаемости жидкостей почти всегда можно пренебречь зависимостью парциального мольного объема от давления. [c.144]

Хаотическое тепловое движение молекул, являясь причиной диффузионных процессов, вызывает также появление осмотического давления в растворе. Следует отметить, что осмотическое давление проявляется только при наличии полупроницаемой мембраны. Осмосом называется диффузия вещества через полупроницаемую мембрану, разделяющую раствор и чистый растворитель (либо два раствора различной концентрации). Перегородка (мембрана) обладает свойством пропускать только молекулы растворителя. Перенос молекул растворителя через мембрану обусловлен осмотическим давлением. Выравнивание концентрации раствора по обе стороны мембраны, не пропускающей более крупные молекулы растворенного вещества, возможно при односторонней диффузии молекул растворителя. Поэтому осмос всегда идет от чистого растворителя к раствору, или от разбавленного раствора к концентрированному. Этот процесс отражает стремление раствора к уменьшению своей концентрации. [c.49]

Следует подчеркнуть, что источником осмотического давления в наших примерах было ограничение возможности равномерного заполнения коллоидными частицами всего объема системы вследствие наличия полупроницаемой мембраны. Однако ограничение диффузионной способности коллоидных частиц может быть осуществлено не только при наличии мембраны, но также при соединении коллоидных частиц между собой, например, в виде геля. Поэтому осмотические явления имеют место также в гелях, в ионообменных адсорбентах и в других системах (см. главы пятую и девятую). [c.37]

Большой интерес представляют особенности взаимодействия коллоидов с ионами электролитов при условии ограничения свободной диффузии коллоидных частиц, например, при помощи полупроницаемой мембраны. Общая теория этих явлений была разработана Доннаном (1911). Эта проблема, имеющая большое физиологическое значение, представляет также специальный интерес для коллоидной химии, ввиду отсутствия подобных условий в растворах низкомолекулярных веществ. [c.123]

Если поверхность, на которой происходит гетерогенная реакция, проницаема или полупроницаема (мембрана), то также имеется поток в направлении нормали к поверхности. Условия на такой поверхности будут обсуждаться в дальнейшем в связи с процессом фильтрации в мембранах. [c.95]

Различные эфиры имеют свои константы скорости этой реакции. Но большинство используемых эфиров-отвердителей весьма ограниченно растворимы и образуют самостоятельную фазу в виде капель эмульсии, Вокруг этих капель образуются силикатные полупроницаемые мембраны, которые разрываются осмотическим давлением, и механизм действия таких отвердителей оказывается сложным. Состав отвердителя смешением различных эфиров и замедляющих или ускоряющих добавок подбирается для данного технологического объекта, а также отрабатывается его необходимая дозировка. [c.111]

Те ионы, которые определяют потенциал, проходят через границу или двойной электрический слой. Мак-Иннес и Бельчер [12] считают, что поведение стеклянного электрода может быть удовлетворительно объяснено способностью иона водорода или протона легче, чем другие положительные ионы проходить через границу электролит — раствор. Дол ([82], см. также [83]) показал, что стекло не ведет себя как полупроницаемая мембрана, но разность потенциалов создается независимо на каждой поверхности. Были также попытки рассматривать потенциал между стеклом и раствором как диффузионный потенциал, но они оказались бесплодными , [c.279]

Известен также способ изготовления и конструкция разборного блока [19], у которого по плоскости разъема имеются параллельные каналы с отвер стиями для отвода фильтрата (рис. 5.15). Между полуформами укладываются две листовые подложки и две полупроницаемые мембраны, так чтобы они образовали напорные камеры. Плоскость разъема блока уплотняют затяжкой болтов. [c.175]

Проникновение влаги в покрытия обусловливается также осмотическими процессами в лакокрасочных пленках, представляющих собой полупроницаемые мембраны. [c.185]

Для очистки технологических растворов могут быть использованы ацетатные полупроницаемые полые волокна, а также полупроницаемые волокна на основе ароматических полиамидов, устойчивые в агрессивных средах. Полупроницаемые мембраны практически полностью задерживают высокомолекулярные органические вещества, красители и поверхностно-активные вещества. Степень очистки от неорганических примесей, например сульфатов натрия и цинка, составляет 70— 90%. [c.213]

В 1867 г. Траубе открыл существование полупроницаемых мембран, через которые могут проходить только молекулы растворителя, например воды, но не молекулы растворенного вещества. Пфеффер обнаружил природные мембраны такого же типа. Он заметил, что если опустить эти мембраны в раствор, они испытывают значительные давления. Для измерения этих давлений Пфеффер изготовил искусственные полупроницаемые мембраны — ячейки из неглазурованной глины, поры которой заполнял веществом, образующим тончайшую пленку, например гексацианоферратом(П) меди. Эти ячейки выдерживали давление свыше 200 атм. При добавлении в воду, в которую была погружена ячейка, раствора сахара повышалось давление на перегородку. Однако постепенно вода проникала сквозь перегородку, до тех пор пока давление по обе стороны перегородки не выравнивалось и не наступало равновесие. Пфеффер также наблюдал, что в растворах [c.89]

В работе [20] также предусматривается выделение водорода с помощью палладиевого порошка в циклическом процессе. Перепад давления на стадии адсорбции и регенерации равен 3,5—3,6 МПа. Поглощение водорода идет с выделением тепла, а регенерация — с поглощением. Имеется предложение [21 ] осуществлять непрерывный процесс, перемещая палладиевый порошок гежду адсорбером п регенератором с помощью пневмотранспорта. При этом процесс в адсорбере и регенераторе осуществляется в псевдоон иженном слое адсорбента. Следует заметить, что методы выделения водорода из водородсодержащего газа с использованием адсорбции над палладиевым порошком не получили применения, так как более эффективным оказалось использование полупроницаемой мембраны из палладиевых сплавов. [c.54]

Обессоливание воды электродиализом и обратным осмосом не требует применения хим. реагентов и характеризуется существенно меньшими энергетич. затратами по сравнению с дистилляцией. При электродиализе используют селективные мембраны ионообменные, прн обратном осмосе-полупроницаемые мембраны, пропускающие молекулы воды, но задерживающие растворенные минер, и орг. в-ва. Расход электроэнергии иа 1 м воды, обессоленной электродиализом, составляет 6-30 кВт-ч/м , обратным осмосом-1,5-15 кВт-ч/м . Электродиализом воду можно обессолить на 90%, обратным осмосом-на 98%. В установках обратного осмоса рабочее давление достигает 5-10 МПа, укладка мембран м. б. по типу фильтропресса, трубчатая, рулонная (спиральная и в виде полого волокна). См. также Мембранные процессы разделения. [c.398]

Действие капиллярных сил, видимо, ограничено периодом пропитки пробы исследуемого вещества, включая процессы днспер-гации частиц под действием среды. При значительной проницаемости проб (отсутствие полупроницаемой мембраны) влияние осмотических сил также носит ограниченный характер. [c.18]

Сходство растворов ВМС с коллоидными растворами обусловлено гигантскими размерами макромолекул, масса кюторых соизмерима с массой мицелл коллоидов. Те свойства растворов, которые определяются размерами частиц, близки у этих систем. Как и коллоидные растворы, растворы ВМС отличаются медленной диффузией, низким осмотическим давлением л, соизмеримой с коллоидными растворами интенсивностью броуновского движения. Макромолекулы в растворе не способны проходить через полупроницаемые мембраны, задерживаются ультрафильтрами. По оптическим свойствам растворы высокомолекулярных соединений также близки к коллоидным. Они обладают повышенной мутностью, в них наблюдается, хотя и менее четко, эффект Тиндаля. Меньшая интенсивность дифракционного рассеивания света в растворах ВМС обусловлена близостью показателей преломления дисперсионной среды (растворителя) и дисперсной фазы (растворенного полимера). [c.436]

Осмотические явления, связанные с присутствием полиэлектролитов, в значительной степени определяют распределение воды и растворенных веществ в тканя 1с живых организмов, а также перенос зтих веществ через многочисленные полупроницаемые перегородки — оболочки клеток, стенки кровеносных сосудов и пищеварительного тракта и др. Отметим, что подобные полупроницаемые мембраны, через которые могут диффундировать молекулы дисперсионной среды, но не крупные молекулы и коллоидные частицы, являются коллоидными системами и служат объектом разносторонних коллоидно-химических исследований (гл. VII, 5). Определение осмотического давления также основано на применении полупроницаемых мембран. [c.181]

Полупроницаемая мембрана представляет собой перегородку, имеющую настолько небольшие отверстия, что через них могут проходить только молекулы растворителя, а молекулы растворенного вещества не проходят. Удобные полупроницаемые перегородки изготовляют из не-глазурованного фарфора, в порах которого осаждают гексацианофер-рат(П) меди Си2ре(СЫ)б такие мембраны достаточно прочны и поэтому выдерживают высокие давления. Благодаря их применению удалось провести точные измерения осмотических давлений, превышающих 250 атм. Если осмотическое давление невелико, то можно применять также целлофановые мембраны. [c.268]

Ультрафильтрование, т. е. фильтрование растворов через полупроницаемые мембраны с известной величиной пор, также позволяет удалить низкомолекулярные примеси, одноЕременно сконцентрировать растворы полисахаридов и даже в ряде случаев получить фракции полисахаридов, различающиеся по молекулярному весу" . [c.486]

Для определения количества продиффундировавшего через мембрану вещества предложены [79] следующие методы, позволяющие устанавливать изменения концентрации в растворе высушивание и взвешивание, определение показателя преломления, измерение свегорассеянпя, высаживание полимера из раствора осадителем. Предложены также методы, не связанные с аналитическими определениями подход к состоянию равновесия со стороны большего или меньшего гидростатического давления, замена старого растворителя свежим и определение максимума на кривой зависимости гидростатического давления от времени измерения. Кроме того, полупроницаемость мембраны можно оценить по методу, предложенному Дайлером и Элиасом [73]. [c.203]

Обмен веществ, обеспечивающий процессы жизнедеятельности в живой природе, во многом связан с транспортированием различных ингредиентов через селективно проницаемые (полупроницаемые) мембраны. Высокая энергоэкономичность природных мембранных процессов разделения жидких и газовых смесей, а также высокая селективность проницаемости биологических мембран послужили предметом пристального внимания исследователей, побудив их к созданию подобных материалов и процессов разделения. [c.4]

Однако это не единственно возможный подход. В другой модели, также весьма удобной при исследовании нерастворимых монослоев, для которых в кювете ПЛАВМ не требуется резиновая мембрана, барьер рассматривается как полупроницаемая мембрана, через которую может проходить вода (вода, конечно, проходит под барьером), но не проходят молекулы пленки. Тогда поверхностный слой может рассматриваться как относительно концентрированный раствор с осмотическим давлением Поз, приложенным к мембране. [c.73]

Изменения активности некоторых белков коррелируются, как правило, с изменениями ряда физических свойств. Так, изменение формы белковой молекулы можно установить по изменению некоторых гидродинамических характеристик (например, коэффициента трения, инкремента вязкости), по изменению светорассеяния, поверхностных свойств, диффузии через полупроницаемые мембраны и скорости седиментации [90]. Изменения термодинамических свойств (энтальпии и энтропии), объема, растворимости, оптического вращения, поглощения в инфракрасной области, дифракции электронов, а также некоторые другие характеристики, приведенные Каузманом [90], используются для Оцейки изменений формы белковых молекул. Большинство этих измерений было проведено па макромолекулах неизвестной структуры, для которых не была установлена последовательность аминокислотных остатков. В настоящее время благодаря усовершенствованию методов деградации белков, аналитического определения Концевых групп, методов разделения и идентификации отдельных фрагментов можно успешно изучать белки с молекулярным весом порядка 20 ООО. Хотя эта работа еще не достигла молекулярного уровня, тем не менее она дает возможность лучше использовать значения физических констант белковой молекулы известной структуры для объяснения механизма взаимодействия фермента с субстратом. Структура такого белка, как фиброин (белковое вещество натурального шелка), в настоящее время хорошо изучена благодаря сравнению рентгенограммы и ИК-спектров нативного волокна с рентгенограммами [35, 38, 108, 140] и ИК-спектрами [168] небольших фрагментов белка известной структуры, полученных при деградации, а также синтетитегаихпмшнептидо [c.386]

Основная трудность при определении мол. массы полпмеров осмотич. методом (особенно для полимеров с низкой мол. массой) заключается в выборе удовлетворительной мембраны. Идеальная полупроницаемая мембрана должна быть непроницаемой для молекул растворенного вещества и обладать высокой проницаемостью для растворителя. Изменение типа мембраны может привести к расхождениям при определении мол. массы (и второго вириального коэффициента) для одного и того же нолимера. Лучшие мембраны — из целлофана. Применяют также пленки из поливинилового спирта, поливинилбутираля, коллодиевыо мемб-заны. мембраны из стекла, бактериальные мембраны. Теред началом измерения проверяют пористость мембран, т. е. степень ее проницаемости для данного растворителя. Меняя продолжительность и способ обработки, любой мембране (кроме стеклянной) можно придать желаемую пористость. [c.267]

Для получения легко растворимого поливинилового спирта с нормальной вязкостью его пластифицируют гликолем, глицерином и другими веществами [161]. Поливиниловый спирт применяется в текстильной промышленности для обработки различных тканей как компонент различных аппретирующих составов, шлихт (для придания тканям несминаемости, большей устойчивости при стирке и для снижения усадки) и загусток — для набивки кубовыми красителями [162—180]. Применяется он также в качестве связующего в случае приготовления галоидосеребряных фотографических эмульсий [181—200]. Защитный слой из сложного эфира коричной кислоты и поливинилового спирта одновременно служит связующей средой и светочувствительным веществом [201—-203]. Поливиниловый спирт используется в качестве загустителя печатных красок в полиграфической промышленности [204—207]. Из него получают заливочные электроизоляционные массы [208, 209], губчатые материалы [210— 212], полупроницаемые мембраны [213, 214], иониты — сильноосновные и слабокислые (путем обработки соответствующими веществами) [215, 216] он входит в состав клеевых и смолообразных композиций для различных покрытий [217—228] и применяется в обувной промышленности [229—232], электротехнике [233, 234], медицине [235], косметике [236, 237] и других областях [238—257]. [c.343]

Современные методы очистки ферментов от неорганических примесей, главным образом, от высаливающего сульфата аммония, а также от сахаров н свободных аминокислот [I—3] основаны исключительно на диализе ферментных растворов через полупроницаемые (например, целлофановые) мембраны. Этот процесс длителен, требует затраты большого количества воды и не дает хороших результатов. Попытки использовать метод электродиализа [1—3] с применением инертных мембран также не дали удовлетворительных результатов. Одной из основных причин этого является инактивация фермента, вызванная закислением электродиализуемого раствора [1]. [c.322]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология