Мембраны равновесные концентрации, уравнение

Полученное основное уравнение (16.1) позволяет рассчитать равновесные концентрации независимо от того, какими они были вначале. Например, если начальная концентрация натриевой соли белка равна 0,1 кмоль/м и начальная концентрация хлорида натрия, находящегося с внещней стороны мембраны, равна [c.357]

Чтобы правую часть уравнения (14-20) выразить в числах, мы будем считать, что и представляют собой равновесные концентрации макромолекулярного компонента и МХ с той стороны мембраны, где содержатся макроионы. Так как компоненты определяются по методу Скэтчарда, то используется уравнение (14-3). Исходя из и Шд, мы можем воспользоваться уравнением (14-12) для расчета концентраций М и Х стой стороны мембраны, где нет макроионов. Полагая, что 7 =у (это предположение всегда хорошо удовлетворяется, если раствор содержит избыточное количество ионов соли по отношению к макроионам, и еще лучше удовлетворяется при понижении концентрации макромолекулярного компонента, даже если концентрация соли низка), имеем [c.267]

Доннана, существует прерывная концентрация. Так как эта прерывность концентрации соответствует равновесным условиям, она не оказывает прямого влияния на проникновение электролита, но определяет градиент концентрации внутри мембраны, что в свою очередь влияет на проникновение. Для неселективных мембран абсолютное значение градиента концентрации составляет (с1—с, 1Ь, в то время как для ионитовых мембран с концентрацией фиксированного иона X абсолютное среднее значение градиента концентрации, согласно простейшему виду уравнения Доннана (2.3), равно [c.64]

В настоящее время известны подходы для описания изотермической диффузии в многокомпонентных системах [7, 8]. Обычно используется ряд упрощений, касающихся соотношений между различными коэффициентами диффузии для компонентов и распределения их концентраций в системе. Так, при записи стационарного потока электролита в равновесно набухшей в воде полимерной мембране можно исключить влияние градиента химического потенциала воды, если разность активностей воды по обе стороны мембраны мала, т. е. при низких концентрациях электролита в растворе. Выражения для потока компонентов после соответствующих упрощений и преобразований приводятся к виду, аналогичному уравнению Фика. [c.98]

Знание внутриклеточной ак и содержания К снаружи клеток дает возможность с помощью уравнения Нернста судить о Ер по величине К -равновесного потенциала. Однако такой весьма упрощенный подход, основанный на феномене преимущественной проницаемости клеточной мембраны для К, нередко оказывается неудовлетворительным. Об зтом свидетельствуют, в частности, расхождения в характере К -зависимости к и реального Ер, измеренного в клетке высшего растения в условиях аноксии. которые имеют место главным образом при низких концентрациях во внеклеточной среде (см. рис. 6). Более полно Ер клетки высшего растения может быть описан с учетом вклада в его формирование других ионов, прежде всего Na и С1-[112, 427]. [c.31]

В модели, представленной на рис. 6.3, такое равновесие установится, огда концентрации КС1 с наружной и внутренней стороны Мембраны будут равны соответственно 2 и 4 единицам (на первом этапе эти концентрации составляли по 3 единицы в каждом из растворов). Таким образом, если на этапе 1 равновесное распределение описывалось уравнением [c.133]

Мембранный потенциал покоя близок к равновесному потенциалу для К ", описываемому уравнением Нернста. Это подтверждает правильность наших представлений о природе мембранного потенциала однако для дальнейшей проверки нашей теории необходимо исследовать влияние концентрации [К "]ои1 (т. е. концентрации ионов К+ в омывающем аксон растворе) на величину мембранного потенциала. Результаты подобного опыта приведены на рис. 6.6А. При увеличении [К ]ои1, т. е. снижении концентрационного градиента К+ по обе стороны мембраны, мембранный потенциал уменьшается иными словами, мембрана деполяризуется. На рис. 6.6Б приведена кривая, построенная в подобных экспериментах, в сопоставлении с теоретической кривой, вытекающей из уравнения Нернста. Видно, что экспериментальная кривая хорошо соответствует теоретической при высоких концентрациях калия, однако отклоняется от нее при низких концентрациях (т. е. при условиях, соответствующих естественным). [c.139]

Твердые ионоселективные электроды. В твердых мембранных электродах ионочувствительный элемент изготовляется из малорастворимого кристаллического вещества с ионным характером проводимости. Перенос заряда в таком кристалле происходит за счет дефектов кристаллической рещетки.. Вакансии могут заниматься ионом только определенного размера и заряда, что обусловливает высокую селективность кристаллических мембран. Конструктивно такие электроды сходны со стеклянными в обоих электродах мембрана разделяет исследуемый раствор и раствор сравнения, в котором находится электрод сравнения (обычно хлорсеребряный). Из электродов этого типа щироко применяется фторидный электрод, в котором мембраной является монокристалл ЬаРз, имеющий чисто фторидную проводимость, с добавкой Еир2 для увеличения электрической проводимости. Чувствительность фторидного электрода позволяет проводить измерения равновесной концентрации фторид-ионов Р в широкой области концентраций от 10" до 1 моль/л. В этой области отклонений от уравнения Нернста не наблюдается. Селективность электрода очень высока — даже тысячекратный избыток посторонних ионов (галоге-НИД-, нитрат-, сульфат-ионов и др.) по сравнению с фторид-ионом не мешает определению и только в присутствии ОН-ионов селективность падает (ОН является мешающим ионом). Работа фторидного электрода ухудшается также в присутствии лигандов, образующих с ионом Ьа " прочные координационные соединения в растворе (цитрат-, оксалат-ионы и др.). Вполне понятно также, что с увеличением кислотности среды равновесная концентрация фторид-ионов Р в растворе уменьшается за счет образования молекул НР. Таким образом, показания фторидного электрода в кислой области будут существенно зависеть от pH. В щелочной области на поверхности электрода может образоваться осадок Ьа(ОН)з, что также вызовет искажение показаний электрода. Точные границы pH, в которых показания фторидного электрода от pH зависят несущественно, привести трудно, так как с уменьшением концентрации фторид-иона эта область также уменьшается. Для растворов с концентрацией фторид-иона п-Ю моль/л и более этот интервал охватывает область значений pH примерно от 4...5 до 8...9. [c.201]

Полученное основное уравнение позволяет рассчитать равновесные концентрации независимо от того, какими они были вначале. Например, если начальная концентрация натриевой соли белка равна 0,1 М и начальная концентрация внешнего хлористого натрия равна 0,1 М, то л = 0,033 М, т. е, через мембрану прошла одна треть хлористого натрия. Это перераспределение приведет к заметному повышению осмотического давления раствора, находящегося с внутренней стороны мембраны. В табл. 3.3 указаны равновесные концентрации и осмотиче- [c.158]

Равновесный диализнаиболее распространенный метод изучения реакции антиген — антитело. Метод основан на различной способности антител и гаптена проходить через полупроницаемые мембраны. Раствор каждого реагента известной концентрации в одном и том же растворителе с одинаковой ионной силой и значением pH помещают по разные стороны мембраны. Молекулы гаптена диффундируют в раствор антител и связываются с ними. При достижении равновесия концентрация свободного гаптена выравнивается по обе стороны мембраны. Измерив равновесную концентрацию гаптена, можно рассчитать количество гаптена, связанного с антителами, и определить по уравнению (3.3) константу связывания. [c.42]

Сопротивления", "емкости", "заряды", а также производные "зарядов" по времени для всех элементарных объемов связываются системой уравнений "пространства-состояния". Эта система является по сути системой линейных уравнений неравновесной термодинамики и уравнений материального баланса производная "заряда" по времени связана с потоками этого заряда, входящими и выходящими из рассматриваемого элементарного объема, причем сами эти потоки определяются "зарядами", "сопротивлениями" и "емкостями" соседних элементарных объемов в соответствии с линейной ТНП. Удобство полученной системы уравнений заключается в том, что она является в значительной степени модельно независимой, то есть можно в широких пределах варьировать модели, дающие, например, зависимость "сопротивления" элементарного объема от локальной концентрации, при этом уравнения "пространства-состояния" останутся без изменений. Данное свойство этой системы уравнений, в частности, очень удобно при моделировании переноса в структурно-неоднородных или многослойных мембранах без изменения структуры решения можно проверять различные модели, дающие зависимость локальных свойств мембраны от концентрации равновесного раствора легко проводить учет влияния неперемешиваемых диффузионных слоев раствора. [c.129]

Тот факт, что правая часть уравнения (2.53) состоит из двух членов, имеет физический смысл первый член называют доннановским , так как он представляет собой алгебраическую сумму двух максимальных значений потенциалов на поверхности мембраны, а второй член выражает диффузионный потенциал, существующий внутри мембраны. Иногда этот член называют гендерсоновским членом, так как он идентичен с выражением, выведенным Гендер-соном [Н22] для диффузионного потенциала, частным случаем которого является уравнение (2.42). Доннановский член является равновесным потенциалом, возникающим вследствие прерывности концентрации на поверхности мембрана — раствор, он не имеет прямого влияния на ионный перенос через мембрану. В этом отношении он отличается от гендерсоновского потенциала , который возникает вследствие диффузионных процессов и непосредственно связан с явлением переноса. [c.79]

ОТ потенциала аппроксимируются асимптотами J = РсдгРа /ЯТ та J = РсгхРа /ЯТ, соответственно (рис. XIX. 1). Нелинейность характеристики тем больше, чем больше перепад концентраций в растворах справа и слева от мембраны зависимость линейна, если концентрации иона в обоих растворах одинаковы. В равновесии, когда ионный ток равен нулю J = 0), из уравнения (XIX.2.4) следует, что Сд — Сгехр гР( /ЯТ) = О и соответственно равновесное значение ср = ЯТ/гР) п со/сг) находится как точка пересечения кривых с осью потенциала. Суммарная вольт-амперная характеристика мембраны совпадает по форме с характеристикой ток-напряжение для того вида иона, который вносит основной вклад в проводимость мембраны. [c.100]

Низкие значения константы Доннана для гелевой фазы свидетельствуют о незначительной сорбции электролита этой фазой. Так, при концентрации равновесного раствора 1 экв/л, концентрация сорбированного электролита Na l гелевой фазой мембраны МК-40 составляет примерно 0,04 экв/л (расчет по уравнению (1.54)). Это много меньше концентрации противоионов и фиксированных ионов в геле (около 2,6 экв/л). Основная часть электролита в этих условиях оказывается поглощенной межгелевыми промежутками, несмотря на их низкую объемную долю гелевые участки поглощают 26%, межгелевые промежутки - 74% от общего количества поглощенного электролита (при с = 1 экв/л). Полученные данные показывают правомерность применения аппроксимации [c.67]

Идею использования понятия виртуального раствора для формулировки дифференциальных уравнений переноса в мембранах можно найти в работах [20, 26-30]. С.С. Духин и соавт. [26, с. 68] применили это понятие для записи дифференциальных уравнений типа Кедем-Качальского, называя этот раствор "фиктивным термостатом", а соответствующие ему концентрацию, потенциал и давление - "потоковыми" (поскольку они использовались для записи потоковых уравнений). Н.П. Гнусин и соавт. [28-30] использовали эту идею для определения "дифференциального коэффициента диффузионной проницаемости" Р, являющегося коэффициентом пропорциональности в уравнении фиковского типа (У = -P d /dx), где с фактически есть концентрация виртуального раствора. (В работах [28, 29] предполагалось, что мембрана содержит в своих порах электронейтральный локально-равновесный раствор электролита с концентрацией с.) [c.82]

Рис. 2.8. Дифференциальные коэффициенты проводимости в уравнениях Кедем-Качальского (2.28) для мембраны Nafion 120 как функции концентрации равновесного внешнего раствора

Будем считать, что в диффузионных слоях, окружающих мембрану, выполняются уравнения (6.20-6.22) (/ = 1, 2, А). В мембране справедливы уравнения (2.116) и (1.5). На внешних границах диффузионных слоев заданы концентрации всех ионов (условие (6.29)), а условиями сопряжения на границах мембраны с раствором служат равновесные соотношения Доннана (6.33) и (6.34). Для трехионной системы требуется выписать два уравнения типа (6.33), связывающих граничные концентрации ионов в растворе и в мембране. Одно их этих уравнений запишем для ионов 1 и Л, оно будет выражать доннановскую сорбцию электролита, состоящего из этих ионов, коэффициент (вообще говоря зависящий от концентрации внешнего электролита - см. подраздел 6.5.6) отражает эту сорбцию. Второе уравнение запишем для противоионов 1 и 2, оно будет выражать обмен противоионов, при этом коэффициент К12 (тоже зависящий от внешней концентрации) называется коэффициентом (или константой, хотя таковой и не является) ионного обмена. В отечественной литературе уравнение (6.33), записанное для двух противоионов, часто называется уравнением Никольского, а / 12 - константой Никольского [130]. [c.295]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология