Потенциал ионообменный

Уравнение для гальвани-потенциала ионообменной мембраны (стеклянной), соприкасающейся с раствором, который содержит [c.520]

Исторически сложилось так, что в развитии теории стеклянных, и вообще ионообменных электродов, противопоставлялись представления о диффузионном и межфазном потенциалах [1—7]. Однако, как это часто бывает, в конце концов произошел синтез противоположных точек зрения. В современных исследованиях потенциал ионообменного электрода рассматривается как сумма скачков меж-фазных потенциалов на границах раздела между мембраной и растворами электролитов и диффузионного потенциала внутри мембраны электрода [8, 9]. [c.302]

Мембранный потенциал ионообменной мембраны, находящейся в равновесии с растворами I и П, содержащими N сортов однозарядных противоионов, может быть выражен также уравнением Никольского — Эйзенман а [c.25]

В этом дополнении к монографии рассматриваются только такие случаи, когда между стеклом и раствором распределяются лишь однозарядные ионы. В литературе обсуждаются и более сложные случаи распределения между рассматриваемыми фазами ионов разного по величине заряда. Недавно получены новые выражения для потенциала ионообменного электрода, в которых учитываются как межфазные разности потенциала, так и диффузионный потенциал внутри мембраны электрода для такого случая, когда между ионообменной мембраной и раствором распределяются одно- и двухзарядные ионы. Это уравнение можно записать следующим образом [c.307]

С другой стороны, потенциал ионообменного электрода записывается в виде уравнения [c.195]

Ионообменные электроды. Ионообменный электрод состоит из ионита и раствора. Потенциал на границе раздела фаз возникает за счет ионообменных процессов между ионитом и раствором. Допустим, что ионит содержит ионы Ь+, способные к обмену с ионами М+, находящимися в растворе [c.484]

При установившемся равновесии обменного процесса поверхность ионита и раствор приобретают электрические заряды противоположного знака, на границе раздела ионит — раствор возникает двойной электрический слой, которому соответствует скачок потенциала. Поскольку иониты обладают повышенной избирательной способностью по отношению к определенному виду ионов, находящихся в растворе, ионообменные электроды называются также ионоселективными. Стеклянный электрод является важнейшим среди этой группы электродов. Он представляет собой тонкую мембрану из специального стекла, в котором повышено содержание щелочных составляющих — соединений натрия, лития и др. Согласно теории Б. П. Никольского потенциалопределяющий процесс на границе раствор — стекло заключается в обмене между ионами щелочного металла, например Ма+, содержащимися в стекле, и ионами Н+, находящимися в растворе [c.484]

Впервые на примере стеклянного электрода была разработана наиболее систематично ионообменная теория мембранных электродов. Эта теория исходит из предположения, что мембранный потенциал возникает в результате установления равновесия ионообменного процесса, протекающего между раствором и мембраной. Если в обмене участвует определенный вид ионов, то потенциал на границе раздела мембрана - раствор является функцией состава раствора и мембраны и выражается в соответствии с теорией Нернста [c.43]

В настоящее время кроме ионообменных теорий поведение стеклянных электродов объяснено на основе жидкостно-мембранной концепции, предусматривающей наличие в стекле анионных узлов - вакансий в качестве дискретных лигандов для переноса катионов. В свете этих представлений выведено уравнение мембранного потенциала стеклянного электрода [c.51]

Представленное уравнение имеет универсальный характер и однозначно приемлемо при описании как твердо-, так и жидко-фазных мембран, объединяет в себя и все варианты ионообменных теорий. Так, при "Г = 1 перенос заряда в стекле происходит исключительно по вакансионному механизму. Другой случай реализуется при Г = 0,5, когда диффузионный потенциал ста- [c.51]

Современная теория стеклянного электрода исходит из представления о том, что потенциал стеклянного электрода является мембранным потенциалом, возникающим в результате ионообменных свойств стекла. Щелочные катионы стекла, например ионы Na+, обмениваются с катионами раствора, в частности, с ионами водорода [c.136]

Некоторые исследователи для объяснения ионного обмена применили теорию электрокинетического потенциала. Введением новых ионов во внешний раствор можно нарушить равновесие диффузного слоя. Тогда некоторые из новых ионов, вошедших в этот слой, заместят ранее находившиеся там. Происходящий обмен зависит от концентрации ионов и pH среды, чего нет при обмене в кристаллической решетке, где ионообменные позиции насыщаются в соответствии с суммарной емкостью обмена независимо от изменений pH или концентрации. [c.118]

За последнее время появился ряд других электродов, в большей или меньшей степени специфичных в отношении тех или иных ионов. При этом используют ионообменные свойства некоторых материалов (малорастворимых осадков, ионообменных смол, жидких ионообменников), изготовляют их в виде мембран, у которых на границе раздела мембрана — исследуемый раствор возникает потенциал в соответствии с селективностью материала [c.117]

Поскольку с мелом, известняком, глиной и природной водой в суспензию привносятся ионы Са + и Mg +, такие системы (шламы) склонны к большей агрегации частиц друг с другом за счет значительной компенсации потенциала твердых частиц при адсорбции на их поверхности указанных ионов ( -потенциал низкий). Если ввести в суспензию один из упомянутых электролитов в таком количестве, чтобы число ионов Ыа+ в электролите было примерно равно числу ионов a + и Мд + в суспензии, то в системе протекают ионообменные процессы. При этом образуются нерастворимые в воде карбонаты, силикаты, фосфаты кальция и магния, выпадающие в виде твердых частичек в суспензии. При эквивалентной замене (по числу ионов) Мд2+ и Са2+ на ионы Ыа+ -потенциал твердых частичек растет, возрастают в относительном масштабе силы отталкивания между частицами, текучесть суспензии увеличивается. Введением электролитов до 0,1—0,5% можно добиться необходимой текучести шлама при меньшей его влажности (снижение влажности на 3—8%). [c.287]

Если полагать далее, что изменение термодинамического потенциала в результате набухания АФ при обмене ионов равно работе упругих сил в процессе набухания или сжатия ионита ДФ =1г(Ух—Уа), то уравнение (11.22) превращается в уравнение X. Грегора, автора осмотической теории ионообменных процессов [c.85]

Динамика ионного обмена описывается системой уравнений статики, кинетики и материального баланса. Однако кинетические модели ионного обмена различны. Процесс может контролироваться внешней или внутренней диффузией, или химической реакцией между ионитом и компонентом раствора. Иногда он зависит от других факторов, например от изменения объема ионита, от диффузионного электрического потенциала, который может возникать, если ионы имеют разные заряды и разные подвижности, и проч. В связи с этим предложено множество кинетических уравнений для разных вариантов механизма процесса. Априорный выбор той или иной кинетической модели, а следовательно, и кинетического уравнения для конкретного ионообменного процесса обычно затруднителен — требуется предварительное экспериментальное исследование. Чаще всего закономерности кинетики ионного обмена в основном тождественны таковым для диффузионных адсорбционных процессов, где массопередача в значительной мере зависит от гидродинамических условий. Вопросы кинетики ионного обмена рассмотрены в монографиях [52, 83а, 107, 145, 180, 181]. [c.309]

Помимо сжатия диффузного слоя и адсорбции ионов, при коагуляции золей электролитами происходит процесс ионообменной адсорбции, при котором противоионы адсорбционного слоя обмениваются на одноименно заряженные ионы добавленного электролита. Если заряд последних выше, чем у противоионов, то такая замена приводит к значительному понижению -потенциала. [c.159]

Действие стеклянного электрода можно объяснить, например, при помощи ионообменной теории, предложенной Б. П. Никольским между поверхностным слоем мембраны и раствором, в который погружается электрод, происходит обмен ионами. Стекло отдает катионы Ма+, получая взамен Н+, в результате устанавливается равновесие, определяемое концентрацией этих ионов в стекле и растворе и коэффициентом их распределения в этих двух фазах. В кислых растворах ионы N3 - в стекле почти полностью вытесняются ионами Н+ и стеклянный электрод работает подобно водородному электроду. В щелочных растворах, наоборот, в стекле преобладают ионы Ыа+ электрод действует как натриевый. Таким образом, на границе раздела стеклянная мембрана — исследуемый раствор возникает потенциал, величина которого зависит от концентрации водородных ионов (и, следовательно, pH) в растворе. Этот потенциал можно отнести к межфазовым потенциалам. Потенциал на стеклянной мембране электрода быстро устанавливается и не зависит от присутствия окислите.1ей и восстановителей, солей и т. п. Стеклянным электродом можно пользоваться в большом интервале значений pH —от —2 до 12. Свойства мембран у [c.66]

К электродам боковых и вспомогательных малых камер прикладывается дополнительная разность потенциалов н в малые камеры переносятся из боковых все удаляемые примеси. Таким образ-ом, предотвращается процесс обратной диффузии. Узкий канал играет роль электрической ловушки для ионов, поскольку в нем велик градиент потенциала, а конвективное перемешивание растворов предотвращается диафрагмами (в каналах). Воду меняют только в малых камерах, благодаря чему резко уменьшается ее расход. В малых камерах таких аппаратов могут быть сконцентрированы ценные примеси, содержащиеся в растворе в виде ионов. Напряжение между основными электродами составляет 1500—1800 в, а напряжение между основными и вспомогательным электродами — 300 в, причем вспомогательный катод относительно основного анода положителен. Е5 этом аппарате полная очистка вещества от электролита достигается за 4—5 ч. В качестве диафрагм в аппаратах может быть применена вискозная пленка, нанесенная на марлю, а также ионообменные материалы. Катоды изготовляют из нержавеющей стали или графитовые, аноды — из платиновой сетки. [c.443]

Коагулирующие ионы вступают в обмен с ионами внешней обкладки двойного слоя. Происходит ионообменная сорбция коагулирующих ионов. И если они имеют повышенный заряд (+2 или выше), то сильно притягиваются к внутренней обкладке, что приводит к сильному сжатию двойного слоя и к уменьшению С-потенциала. Это и открывает возможность для слипания частиц. Особенно быстро идет коагуляция при С = О (изоэлектрическое состояние). Электролит с одновалентным ионом-коагулятором имеет высокий порог коагуляции, потому что он гораздо слабее влияет на снижение С-потенциала. Золи с разноименным зарядом частиц при сливании друг с др уом коагулируют. Для коагуляции гидрофильных золей надо вводить много вещества, отнимающего воду от мицелл (соли, спирты и др.). Высаливание давно используется в различных производственных процессах, например в осаждении мыла поваренной солью. [c.178]

В процессе электролиза с ионообменной мембраной под действием градиента электрического потенциала ионы N3+ из анолита проходят через мембрану в католит. При этом число переноса ионов натрия в мембране превышает число переноса этих ионов в растворе, и по этой причине концентрация ионов Ма+ в слое, прилегающем к мембране со стороны анода, должна снизиться. Однако обеднению слоя препятствуют диффузия ионов и конвекция электролита. Благоприятное влияние на прохождение этих процессов оказывает организация циркуляции электролита по внешнему контуру. [c.101]

Степень адсорбции ингибиторов поверхностью металла зависит от нескольких свойств металла, главные из которых потенциал точки нулевого заряда металла, знак заряда поверхности, способность оксидных пленок металлов к ионообменным реакциям с ионами ингибиторов. [c.80]

Способность различных ионов поглощаться ионообмен-никами (см. разд. 12.8) в больщой мере зависит от их ионного потенциала. Когда водный раствор, содержащий смесь ионов, пропускают через ионообменную смолу, заряженную протонами, замещение ее водородных ионов осуществляется преимущественно теми катионами, которые имеют больший заряд. Из смеси, содержащей ионы АР, Са и Ыа , ионы АР будут поглощаться ионообменником в первую очередь, Са —во вторую, а Ыа" —в последнюю, что совпадает с последовательностью уменьщения их ионного потенциала. Если же, например, ионообменная смола, заряженная ионами Ыа, помещена в раствор, содержащий ионы Са , она будет поглощать практически все ионы Са , способные замещать ионы Ыа, но обратный процесс невозможен. [c.346]

Теория возникновения потенциала в случае жидкостных мембран основана на учете распределения вещества между двумя не-смешивающимися жидкостями. Наблюдаемые при этом закономерности достаточно сложны. Схема процессов, происходящих в жидкостных ионообменных мембранах, приведена на рис. 6.1. [c.178]

В основе взаимодействия белков со стенкой лежит в основном механизм катионного обмена. Это возможно, поскольку и в случае отрицательного полного заряда молекулы (особенно при основных pH) всегда имеются в наличии катионные группы, например аргинин-радикалы в цепочках полипептидов. Поэтому путем добавления солей щелочных металлов (например сульфата калия) к буферу, как и в случае ионообменной хроматографии, достигается конкуренция кулоновскому притяжению и вызванное этим притяжением взаимодействие белок - стенка явно уменьшается. Следуя этой концепции, можно для стандартных белков в широкой области р1 (р1 5-11) достичь эффективности 50000-100000 тарелок на метр. И в этом случае недостатком является сравнительно высокая электропроводность буфера (эффективное охлаждение ) которая вынуждает использовать поля низкого напряжения (5 кВ) и длинные капилляры с маленьким внутренним диаметром (25 мкм). Кроме того, большие ионные силы уменьшают как ЭОП, так и -потенциал пробы, что вместе с вышеназванными факторами приводит к длительным временам анализа. [c.67]

Заряженными частицами, принимающими участие в обмене между фазами, могут быть положительные и отрицательные ионы, а также электроны. Какие именно частицы переходят из одной фазы в другую и тем самым обусл(Звливают возникновение скачка потенциала, определяется природой граничащих фаз. На границах металл — вакуум или металл 1 — металл 2 такими частицами являются обычно электроны. При создании границы металл — раствор солн металла в обмене участвуют катионы металла (см., однако, ниже). Скачок потенциала на границе стекло — раствор, а также ионообменная смола — раствор по5 вляется в результате обмена, в котором участвуют два вида одноименно заряженных ионов. На границах стекло — раствор и катионнг—раствор такими нонами являются ноны щелочного металла и водорода иа границе анионит— раствор это ион гидроксила н какой-либо другой анион. Прн контакте двух несмешивающихся жидкостей, каждая из которых содержит в растворенном виде один и тот же электролит, потенциал возникает за счет неэквивалентного перехода обоих ионов электролита из одной фазы в другую. [c.28]

При коагуляции золей электролитами имеет место также процесс ионообменной ядсорбции. При этом ионы добавляемого электролита обмениваются на одноименно заряженные противоионы адсорбционного слоя. Если ионы добавляемого электролита имеют большую зарядность по сравнению с одноименно заряженными противоионами, такая замена приводит к довольно значительному понижению дзета-потенциала. [c.371]

К веществам, обладающим ионообменными свойствами, принадлежат некоторые марки стекол. Их структуру составляет силикатный каркас и электростатически связанные с ним катионы, способные к обмену на ионы водорода раствора. Из таких стекол изготовляют стеклянные электроды, обладающие свойствами водородного электрода. Стеклянные электроды при.меняют для определения pH растворов в условиях, когда гюльзование водородным электродом затрзднитель-но или невозможно (например, в присутствии сильных окислителей). Разработаны также стекла, электродный потенциал которых определяется концентрацией других ионов, — например, ионов натрия, других щелочных элементов, серебра, таллия, иона аммония. [c.304]

Ионообменные электроды. Стеклянный электрод. К ионообменным относят такие электроды, которые состоят из двух фаз ионита и раствора, а потенциал на границе раздела фаз возникает за счет ионообменного процесса, в результате которого поверхности ионита и раствора приобретают электрические заряды противоположного знака. Иониты обладают повышенной избирательной способностью по отношению к определенному виду ионов, находящихся в растворе, поэтому электроды называют также ионсе-лективными. Известны ионселективные электроды, обратимые относительно ионов натрия, калия, кальция и др. [c.180]

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]

Гальванические элементы без жидкостной границы используют для определения средних коэффициентов активности элек-тролитов. Полуэлементы-электроды подбирают так, чтобы они были обратимы к ионам электролита. Для этих целей с равным успехом можно использовать электроды, потенциал которых определяется оксред-реакцией (окислительный потенциал) или ионообменной реакцией (потенциал ИСЭ). И в том и другом случае из уравнения э.ц.с. Е ==Е° v /n) ga , определяют среднюю активность а электролита. [c.633]

Электромембрашше процессы обусловлены градиентом электрич. потенциала по толщине мембран. Наиб, применение нашел электроднализ-разделение р-ров под действием электродвижущей силы, к-рая создается по обе стороны полимерных и неорг. перегородок [размер пор (2-8)-10 мкм], проницаемых для любых ионов (отделение электролитов от неэлектролитов), или ионообменных мембран, проницаемых лишь для катионов либо только для анионов (обессоливание водных р-ров или фракционирование солей). Алпараты с ионообменными перегородками (электродиализаторы), напр, для обессоливания р-ров Na l (рис. 2), состоят из ряда камер (ячеек), по к-рым перемещаются р-ры электролитов. В крайних камерах располо- [c.25]

Как н в реакциях с участием углеводородов, активность цеолитов в гидрировании ацетона зависит от типа ионообменного катиона [199]. На рис. 1.36 показана эта зависимость от величины электростатического потенциала катиона. Она носит экстремальный характер, как и в гидрировании 2-метилбутена-2 (см. рнс. 1.8). Выше отмечалось, что из-за коррелнрован-ности различных свойств элементов нелегко бывает определить то из них, от которого зависит гидрирующая активность цеолитов. Прн исследовании гидрирования пиперилена и пептииов приводились данные в пользу того, что таким свойством является сродство электрона к катиону (см. табл. 1.27 и 1.33). [c.78]

Как было показано выше (см. раздел 4.2.4), мембранный потенциал возникает в результате установления равновесия ионообменного процесса между раствором и мембраной, которая представляет собой ситоподобную структуру, построенную из подходящего материала. Мембрана может быть как твердой (монокристалл, поликристаллический материал, кристаллическое вещество в пленке подходящего полимера), так и жидкостной, например, на основе раствора ионообменника или нейтрального переносчика в органическом растворителе, удерживаемого в порах полимера. [c.174]

Для различных систем мембранный потенциал определяется либо первым, либо вторым членом выражения (6.15). Например, в случае, когда анион более подвижен, чем противоионы и В" (г к Ид и г в), мембранный потенциал определяется преимущественно вторым членом. При этом селективность, характеризуемая константой ионообменного равновесия Ковм, зависит от свойств растворителя, образующего мембрану, и от химической природы органофильных ионов. Последняя оказывает влияние как на АГобм, так и на отношение подвижностей нейтральных комплексов ( вк/г Ак)- [c.180]

Возникновение потенциала асимметрии возможно при химических воздействиях на поверхность электрода (протравливание щелочами или плавиковой кислотой), механических повреждениях (стачивание, шлифование), адсорбции жиров, белков и других поверхностно-активных веществ. К наиболее важным причинам возникновения потенциала асимметрии относится изменение сорбционной способности стекла по отношению к воде при термической обработке в процессе изготовления электрода. Некоторый вклад вносит дегидратация набухшего поверхностного слоя (высушивание или выдерживание в дегидратирующем растворе). Возникновению потенциала асимметрии способствует неодинаковое напряжение на двух сторонах стеклянной мембраны. Если пустсЛ-ы кремнийкислородной решетки на одной ее поверхности отличаются по форме от пустот на другой поверхности, то нарушается равновесие переноса ионов между стеклом и раствором и возникает потенциал асимметрии. В общем, любое воздействие, способное изменить состав или ионообменные свойства мембраны, влияет на потенциал асимметрии стеклянного электрода и может привести к ошибкам в измерениях pH. Мешающее действие потенциала асимметрии компенсирзтот при настройке рН-метров по стандартным буферным растворам, имеющим постоянную и точно известную концентрацию ионов водорода. [c.188]

В настоящее время более общепринятой является не ионообменная гипотеза, а гипотеза существования в клетках ионного насоса, выкачивающего из клеток ионы На+ и накачивающего в них ионы К+. Для. изучения этого процесса были использованы различные методические подходы. Из гигантского аксона кальмара можно, например, удалять всю цитоплазму, а оста ВШуюся клеточную оболочку заполнять различными ионными растворами. Сходным образом можно заполнить и тени эритроцитов. Наличие переноса ионов внутрь клеток и из клеток в окружающую среду наблюдалось как на указанных выше объектах, так и на различных интактных клетках других типов. Оказалось, чтО перенос ионов блокируется ингибиторами, например цианидом, который, как известно, нарушает почти все процессы окислительного метаболизма в клетках. Однако блокирование цианидом сним-ается при добавлении к клеткам АТР или других фосфатных соединений, характеризующихся высоким значением потенциала переноса групп. [c.361]