Доннана равновесие потенциал

ДОННАНОВСКОЕ РАВНОВЕСИЕ И ПОТЕНЦИАЛ ДОННАНА [c.148]

При контакте катионита вида (НМ) с разбавленным раствором сильного электролита М+А величина [М+] в ионите будет значительно больше, чем М+] в растворе, а [А ] — меньше [А ]. Вследствие того, что концентрация их в двух фазах различна, небольшие подвижные ионы будут стремиться выравнивать ее путем диффузии, а это приведет к нарушению электронейтральности раствора, к возникновению положительного пространственного заряда в растворе и отрицательного в ионите. В результате установится равновесие Доннана [14] между градиентом концентрации, вызванным диффузией, и электростатическим потенциалом, препятствующим ей, и на границе катионит — раствор (рис. 191) возникнет разность потенциалов — доннановский потенциал [c.587]

Больщинство авторов для объяснения суспензионного эффекта привлекает теорию равновесия Доннана. Рассмотрим более подробно измерение мембранного потенциала в цепи Доннана, а также измерение суспензионного эффекта и покажем их идентичность. [c.309]

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]

Из уравнения (XIII.4.3) следует, что после установления мембранного равновесия активность (концентрация) ионов по обе стороны мембраны неодинакова. Если в оба растворителя погрузить хлор-серебряные или каломельные электроды, то между ними возникнет разность потенциалов. Образуется концентрационный элемент, ЭДС которого определяется отношением активностей. Эта ЭДС получила название потенциала Доннана. [c.407]

Наряду с изменениями с а Р, весьма важным следствием существования мембранного равновесия является возникновение разности потенциалов между равновесными фазами / и //, так называемого потенциала Доннана. [c.326]

В настоящее время причину суспензионного эффекта видят в наличии равновесия Доннана, существующего в системе суспензия — раствор, или диффузионного потенциала, возникающего на границе суспензия — соединительный раствор [131]. (Прим. ред.) [c.243]

Если ионообменник в А+-форме поместить в разбавленный раствор электролита А , катионы будут стремиться диффундировать из фазы ионита в раствор, а анионы — из раствора в фазу смолы. Такая миграция возникает за счет разности концентраций между двумя фазами. Движение ионов приводит к накоплению положительного заряда в растворе и отрицательного — в фазе смолы. В результате этого процесса на границе раздела фаз возникает разность потенциалов (потенциал Доннана). При равновесии тенденция ионов мигрировать под действием градиента концентрации компенсируется действием электрического поля. В этих условиях химические потенциалы для двух фаз равны, т. е. [c.483]

Мембранный потенциал в случае ионоселективной мембраны, проницаемой для растворителя и всех видов ионов, кроме какого-то одного вида , — потенциал Доннана Дфа — после установления термодинамического равновесия между обоими растворами определяется следующими формулами. [c.24]

Каковы же причины асимметрического распределения ионов Б состоянии пассивного равновесия Одним нз возможных объяснений может служить присутствие в клетке недиффундирующих ионов, приводящих к доннановскому равновесному распределению (см. стр. 155) и возникновению потенциала Доннана , который можно вычислить исходя из уравнения Нернста. Однако для многих наиболее интересных случаев пассивного равновесия в живых клетках феномен Доннана играет, по-видимому, второстепенную роль. Главной причиной возникновения мембранных потенциалов в живых клетках, вероятно, является наличие ионных насосов. В большинстве изученных клеток ионы натрия выкачиваются наружу специальными системами, осуществляющими активный транспорт, а пассивно переносятся [c.315]

Прежде чем перейти к рассмотрению конкретных проявлений селективности ионитов, мы должны коснуться еще одной общей черты, характеризующей ионообменное поведение ионитов и состоящей в том, что иониты оказывают предпочтение ионам с большим числом зарядов. Это обычно приводится как эмпирическое правило мы же рассмотрим его причины более подробно. Число зарядов иона действительно является важным фактором, определяющим ионообменное равновесие, но это происходит не столько в силу большего сродства ионитов к ионам с большим числом зарядов, сколько по другим причинам, которые можно объяснить с помощью закона действия масс или исходя из потенциала Доннана. Рассмотрим обмен двух ионов А и В с зарядами а ж Ь, причем [ I <С I I. Тогда коэффициент селективности [c.189]

Труднорастворимые соединения тяжелых металлов, попадающие в состав донных отложений, могут быть вторичным источником загрязнения водоема. С изменением щелочности, pH, окислительновосстановительного потенциала, условий протекания процессов разложения органического вещества и других факторов может нарушиться равновесие между содержанием ионов тяжелых металлов в донных отложениях и в воде, что создает возможность для частичного растворения труднорастворимых соединений. От 20 до 50% соединений тяжелых металлов, входящих в состав донных отложений, достаточно легко могут перейти в растворенное состояние. В водоемах тяжелые металлы могут образовывать новые токсичные соединения. Например, неорганические соединения ртути переходят в элементорганические (метилртуть). Это указывает на необходимость более полного извлечения соединений тяжелых металлов из сточных вод. Наиболее рациональный путь для решения этой проблемы — внедрение оборотного водоснабжения и безотходной технологии. [c.172]

Если катионообменник, насыщенный противоионами А, контактирует с разбавленным раствором сильного электролита АУ, то концентрация катионов А в ионообменнике больше, чем в растворе, а концентрация анионов больше в растворе, чем в ионообменнике. Поэтому катионы стремятся диффундировать из фазы сорбента в раствор, а анионы — из раствора в фазу ионообменника. В результате этого процесса на границе раздела фаз возникает разность потенциалов — потенциал Доннана. При равновесии стремление ионов к диффузии из-за возникшего градиента концентрации компенсируется действием электрического поля. Разность потенциалов частично или полностью вытесняет электролит из ионообменника. Практически ионообменник, находящийся в равновесии с раствором сильного электролита, всегда содержит небольшое количество катионов, а также эквивалентное им количество противоионов, избыточное по сравнению с количеством противоионов, необходимых для нейтрализации заряда фиксированных ионов. Доннановский потенциал тем выше, чем больше разница концентраций в ионообменнике и в растворе он растет с уменьшением концентрации раствора и с увеличением концентрации фиксированных ионов. Значение доннановского потенциала обратно пропорционально заряду иона. Если ионообменник насыщен многозарядным ионом, то уже небольшая разность потенциалов компенсирует стремление противоионов к диффузии в раствор. [c.30]

Вследствие неравного распределения ионов при равновесии Доннана должна существовать разность потенциалов между внешним и внутренним отделениями. Этот потенциал в рассмотренном примере (рис. 79) будет равен [c.353]

Такое расхождение между экспериментальной и теоретической кривыми может свидетельствовать о том, что в норме мембранный потенциал создается не только калием, но и другими ионами. Действительно, при рассмотрении равновесия Доннана мы предположили, что мембрана в какой-то мере проницаема для С1 и Ыа+. Можно рассчитать равновесные потенциалы для каждого из этих ионов. Так, для натрия этот потенциал составляет [c.139]

При наличии данных только для одной комбинации VA и Ув уравнение (1Х-21) приводит к получению одного параметра, характеризующего распределение X. Например, можно представить, что система содержит область, запятую полиионом с постоянным потенциалом г) и находящуюся в доннановском равновесии с остальным раствором. В этом случае уравнение (1Х-21) можно истолковывать на основе потенциала Доннана. По данным для реакций с реагентами, содержащими заряды иного типа, получаем другие соотношения средних объемных значений в различных степенях, которые позволяют усовершенствовать модель и получить распределение X, согласующееся со всеми данными. [c.367]

Физические причины возникновения доннановского потенциала легко объяснимы. Концентрация катионов в катионитовой мембране больше, чем в окружающих мембрану растворах, а концентрация анионов, напротив, больше в растворе, чем в мембране. Это приводит к диффузии катионов из мембраны в раствор и анионов из раствора в мембрану, в результате чего возникает электрическое поле, противодействующее стремлению ионов выравнять концентрации путем диффузии. Между растворами и мембраной устанавливается равновесие электрическое поле, поддерживающее это равновесие, измеряется величиной доннановского потенциала. Таким образом, мембранный потенциал рассматривается в виде суммы двух донна-новских потенциалов, возникающих на границе раздела мембрана — первый раствор и мембрана — второй раствор, и диффузионного потенциала, возникающего вследствие градиента концентрации по толщине мембраны. Перенос электрического тока в мембране осуществляется в основном в результате движения ионов только одного знака заряда, а именно противоионов. Это свойство мембраны и делает ее электрохимически активной. [c.142]

Рассмотрим ионообменную мембрану в контакте с ионным раствором ионы, одноименно заряженные с ионами, связанными с материалом мембраны, не могут проходить через мембрану. Этот эффект известен как исключение Доннана и может быть описан равновесной термодинамикой. Можно рассчитать химический потенциал ионного компонента в обеих присутствующих фазах при условии, что ионный раствор находится в равновесии с заряженной мембраной. Для ионного раствора справедливо выражение [c.267]

Выпадения осадка АВ внутри зерен ионообменных смол не происходит, что объясняется не стерическими факторами, а действием доннановского потенциала при использовании растворов обычных концентраций и ионитов со сравнительно высоким содержанием ионогенных групп донна-новское равновесие приводит к почти полному исключению свободного электролита (ВМ) из фазы ионита. Иначе говоря, электролит ВМ практически не входит в зерна ионообменной смольь Следовательно, нет оснований предполагать, что осадки образуются и закрепляются внутри зерен смолы. [c.204]

Когда белок также находится на повд>хности, равновесие принимает более сложный вид. Велок состоит из большого числа пептидов, содержащих ионизирующиеся группы, каждая иэ которьос имеет свое собственное равновесное значение pH (схема 7.8-13). Отношение активностей внутренних (ijn) и внешних (iex) подвижных нонов В ЭТОЙ системе дает вклад в потенциал Доннана [c.544]

Если учесть теперь уравнение (1. 27) и принять, что нормальный химический потенциал каждого из веществ в обеих фазах одинаков, то Н0Л5П1ИТСЯ уравнение равновесия Доннана [c.79]

В таком виде условия равновесия для однородной системы с мембранами были впервые сформулированы в 19П г, Ф. Доннаном, Поэтому такие равновесия часто называют дон-нановыми равновесиями, а обусловленный ими мембранный потенциал — доннановым потенциалом. Иногда эти названия распространяют и на равновесия при контакте двух разнородных растворов (разд, 5,3). [c.94]

Как видно из этой диаграммы, по своему поведению в растворах НС1 возрастаюш ей концентрации все элементы можно разбить на четыре класса [127] 1 элементы, не поглощаемые во всем интервале концентраций НС1 вплоть до 12 М 2) элементы, поглощение которых монотонно возрастает с увеличением концентрации НС1 3) элементы, поглощение которых при увеличении концентрации НС1 проходит через максимум 4) элементы, поглощение которых монотонно уменьшается с увеличением концентрации HG1. Непоглощаемые или слабо поглощаемые элементы — элементы первого и четвертого класса — не образуют в НС1 анионных хлорокомплексов и в результате исключаются из фазы ионита под действием потенциала Доннана. Таковы, например, катионы щелочных, щелочноземельных и редкоземельных металлов. Элементы, коэффициенты распределения которых с ростом концентрации НС1 уменьшаются, существуют во всем интервале концентраций HG1 в виде устойчивых анионов. Уменьшение коэффициентов распределения для этих элементов объясняется, по крайней мере качественно, законом действия масс [см. уравнение (11)]. К этому классу принадлежат, например, ионы галогенов, устойчивые кислородные анионы ReO , ТеО , IO4 и др., а также те металлы дополнительных подгрупп, которые образуют очень прочные анионные хлорокомплексы даже при низких концентрациях HG1, как, например, Аи(1П), Tl(III), Pt(IV), Hg(II), Ag(I), Ir(IV) и Pd(II). Чтобы понять поведение элементов второго и третьего классов, необходимо наряду с равновесием ионного обмена рассмотреть соответствующие равновесия [c.236]

В течение многих лет обычно игнорировали эти трудности при изучении диффузии макромолекул, а также макроионов низкого заряда в водных растворах солей или буферных смесей, в которых концентрация соли или буферного компонента является умеренно высокой (скажем 0,1 лголб) и первоначально равномерной. Вещества для последних компонентов выбирались так, что ожидалось только слабое или вообще не ожидалось никакого взаимодействия с высокомолекулярным компонентом, так что взаимодействия, ведущие к перемещению третьего компонента, предполагались незначительными. Более того, предполагалось, что умеренно высокая концентрация соли предотвращает появление сколь-нибудь заметного градиента электростатического потенциала по аналогии с тем фактом, что это в значительной мере ослабляет эффект Доннана (см. стр. 264), а также уменьшает влияние заряда на кажущийся молекулярный вес, измеряемый при помощи седиментационного равновесия (см. стр. 310). [c.407]

Потенциал Доннана и, следовательно, сорбция электролита, обратно пропорциональны степени набухания и прямо пропорциональны плотности поперечных связей. Поскольку равновесие Доннана определяется свойствами электрического поля, которые зависят от полного заряда как фиксированных, так и подвижных групп, то именно эти параметры влияют на величину потенциала Доннана. Падение эффективности уменьшения содержания электролита в мембране с увеличением концентрации раствора обусловлено увеличением способности ионов устранять концентрационные различия за счет диффузии S постоянном электрическом поле. Электрическое поле является постоянным, так как концентрация фиксированных зарядов в мембране постоянна. Равновесие между такими противоположными процессами смещения приводит к уменьшению потенциала Доннана и увеличению содержания электролита в мембране. Противокатионы с высокой плотностью заряда [маленький размер и (или) высокая валентность] и коионы с низкой плотностью заряда уменьшают до минимума изменение содержания электролита. Это влияние обусловлено максимальным притяжением противоионов и минимальным отталкиванием коионов фиксированными ионными группами. Кроме этих эффектов взаимодействия с мембраной и отталкивания от нее, противоионы с высокой и коионы с низкой плотностью заряда подавляют образование пар коионов между подвижными ионами. В результате этого внешние силы, например электрическое поле, наведенное фиксированными зарядами мембран, оказывают более сильное влияние, чем в случае воздействия сильных ассоциатов между составляющими электролита. С другой стороны, когда пары и комплексы ионов образуются противоионами и коионами, соединение может вести себя как агрегат с эффективной плотностью заряда, соответствующей относительным количествам положительных и отрицательных зарядов. В таком случае исключение коионов и, следовательно, эффективность эффекта Доннана можно снизить за счет вхождения КОНОНОВ как скрытой части комплекса противоионов. [c.158]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология