Теория мембранного равновесия

Теория мембранного равновесия Доннана позволяет объяснить седлообразную форму кривой, характеризующей зависимость осмотического давления раствора белка от pH среды. В самом деле, в изоэлектрической точке амфолита число ионизированных ионогенных групп минимально. Это и обусловит минимальное давление, Прн добавлении кислоты, например НС1, содержание анионов (хлорид-ионов) в растворе сначала растет быстрее, чем содержание ионов водорода (последние [c.475]

Другие авторы также допускают возможность применения теории мембранного равновесия Доннана к объяснению процессов обмена в силикатах, фосфатах и др. [c.118]

Благодаря отрицательному заряду каркаса водный раствор внутри кристалла цеолита ведет себя так, будто он отделен от внешней жидкой фазы полупроницаемой мембраной. Поэтому распределение ионов между цеолитом и жидкой фазой подчиняется закономерностям теории мембранного равновесия Доннана. В результате концентрации ионов внутри цеолита значительно отличаются от их концентраций в растворе и больше зависят от соотношений конкурирующих ионов, чем от их абсолютных концентраций. Именно этой причиной, а также склонностью к гидролизу объясняется возможность удаления значительной части ионов натрия из цеолитов типа фожазита при длительном промывании дистиллированной водой [24]. Другим следствием равновесия типа доннановского является возможность захвата электролита. В этом процессе анионы из водной фазы проникают в цеолит вместе с эквивалентным количеством дополнительных катионов. Этот эффект становится заметным только в концентрированных растворах. Описанию поведения электролитов внутри неподвижных фаз в ионообменных системах посвящено много работ [44—46]. [c.370]

В соответствии с теорией мембранного равновесия Доннана Гельферих, 1962) противоионы ионита стремятся диффундировать в раствор, ЧТО нарушает электронейтральность ионита и ведет к поглощению им из раствора эквивалентного количества ионов того же знака заряда, причем процесс перераспределения ионов между твердой фазой и раствором идет до установления равновесного состояния. [c.92]

Значительное влияние на набухание полимера оказывает присутствие неорганических электролитов (нейтральных солей). Диффузия молекул растворителя и ионов электролита в набухший полимер аналогична их диффузии через полупроницаемую мембрану. Действие электролитов можно объяснить, исходя из теории мембранного равновесия Доннана (IV.58). Если уменьшение набухания полимеров — неэлектролитов — при добавлении в растворитель неорганических электролитов связано только со снижением активности растворителя ( связывание растворителя), то на набухание полиэлектролитов влияние оказывает еще и противоион (влияние одноименного она), с повышением концентрации которого увеличивается активность полиэлектролита (его эффективная концентрация), происходит как бы его высаливание. Таким образом, неорганические электролиты значительно сильнее снижают степень набухания полиэлектролитов, чем полимеров — неэлектролитов. [c.367]

Свободная энергия процесса ионного обмена в эластичном материале, подобном смоле, складывается из двух частей — химической и механической. Если во время обмена смола расширяется за счет поглощаемых ею более или менее гидратированных ионов или по любой другой причине, то совершается механическая работа. Это позволяет вычислить свободную энергию и, следовательно, константу равновесия. Согласно теории мембранного равновесия Гиббса—Доннана, можно записать [c.58]

Распределение ионов электролита по обе стороны мембраны было впервые теоретически обосновано Доннаном и получило название теории мембранного равновесия Доннана. [c.63]

Зависимость диализа от осмотического давления раствора определяется ранее изложенной теорией мембранного равновесия Доннана. [c.69]

III. 1. НЕОБМЕННОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ СИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ С ПОЗИЦИЙ ТЕОРИИ МЕМБРАННОГО РАВНОВЕСИЯ [c.55]

Кроме того, причиной возникновения заряда у мембраны может быть неравномерное распределение ионов по обе стороны мембраны (рассматриваемое в теории мембранного равновесия). [c.36]

Согласно теории мембранного равновесия [c.232]

Набухание белковых веществ зависит также от присутствия солей. При малых концентрациях (меньше 0,1 М) й кислых или щелочных растворах действие солей на набухание также можно объяснить на основании теории мембранного равновесия. [c.233]

Как известно, гранулы ионитов, подобно ионитовым мембранам, обладают селективной проницаемостью по отношению к ионам определенного знака. Для объяснения этого явления можно применить теорию мембранного равновесия, согласно которой на границе раздела ионит — раствор возникает определенная разность потенциалов, названная доннановским потенциалом. Причина возникновения последнего связана с наличием в матрице ионита фиксированных ионогенных групп. Концентрация противоионов (т. е. обменивающихся ионов) в ионите обычно выше, чем в растворе, поэтому противоионы имеют тенденцию к переходу из фазы ионита в окружающий раствор. В противоположность этому, коионы (т. е. сопутствующие подвижные ионы другого знака заряда) стремятся перейти из раствора в фазу ионита, где их концентрация первоначально низка. В результате этого катиониты приобретают отрицательный заряд по отношению к раствору, а аниониты — положительный, что препятствует дальнейшей диффузии коионов в фазу ионита. Обычно равновесная концентрация коионов в фазе ионита значительно меньше, чем в окружающем растворе. [c.37]

Рассмотрим основные положения теории мембранного равновесия. ,, Пусть имеется сосуд, разделенный на две части полупроницаемой мембраной, которая способна свободно пропускать ионы электролитов, но задерживает коллоидные частицы. В одной стороне этого сосуда помещен раствор, содержащий электролит Na+ и коллоидный анион R , задерживаемый мембраной. [c.389]

Доннановское равновесие. В 1911 г. Доннан опубликовал свою известную теорию мембранного равновесия. Она сыграла большую роль в разрешении многих физических и биологических проблем. Равновесие Доннана возникает каждый раз, когда ион или заряженная частица каким-нибудь образом задерживаются в своем движении. Классическим примером такой задержки является мембрана, через которую заряженная частица не может пройти. Рассмотрим очень простой случай, показанный на рис. 79. [c.350]

Осмотическое давление растворов ВМС может существенно зависеть от содержания в растворе низкомолекулярного электролита. Зависимость осмотического давления от pH среды для раствора желатины показана на рис. 6-7. Как видно из приводимых данных, на осмотическое давление влияет не только pH среды, но и тип электролита. Расчет осмотического давления проводят по уравнениям, полученным из теории мембранного равновесия Доннана [239], которая учитывает неравномерное распределение низкомолекулярного электролита по обе стороны мембраны. В этом случае между жидкостями с обеих сторон мембраны появляется разность потенциалов, которую с достаточной точностью можно рассчитать по уравнению Нерн-ста [c.161]

Все предложенные теории обмена можно разделить на 3 группы теория кристаллической решетки, теория двойного электрического слоя и теория мембранного равновесия. [c.8]

Теория мембранного равновесия Доннана [c.16]

Т. е. в 23 раза, плотность тока снижается с 6,0 до 1,1 а/м , т. е. в 5,4 раза здесь зависимость близка к квадратичной. Полученные данные, таким образом, показывают, что возрастание степени обессоливания, с одной стороны, обусловливается более высокой селективностью ионитовых мембран при меньшем солесодержании, а, с другой стороны, — меньшими плотностями тока, что находится в хорош соответствии с приведенными ранее положениями теории мембранного равновесия. Кроме того, из табл. 1 видно, что значения плотностей тока, наблюдаемые в этих опытах, не достигают предельных, они в несколько раз ниа е. [c.277]

Очень просто объясняется с позиций теории мембранного равновесия и известная зависимость объема набухшего белка (например, студня желатина) от pH среды. Минимальная степень набухания студня должна соответствовать изоэлектрической точке белка, так как при этом минимально и осмотическое давление, являющееся причиной набухания. По обе стороны от этого минимума кривая зависимости объема от pH поднимается и, достигнув максимума, спускается, поскольку таким же образом от pH зависит и осмотическое давление. При трактовке набухания с точки зрения Доннана соверщенно все равно, являются ли макромолекулы белка кинетическими отдельностями или образуют трехмёрную сетку. Иначе говоря, безразлично, какими причинами удерживаются вместе поливалентные ионы в системе — в результате ли наличия полупроницаемой перегородки или тем, что эти поливалентные ионы связаны друг с другом прочными связями и образуют трехмерную сетку. [c.476]

Цеолит А окклюдирует значительные количества Na l из водных растворов только при высокой концентрации солей [82]. Температура илп вид аниона в данном случае значения не имеют, если только пропитка не сопровождается анионноситовым эффектом. Однако процесс окклюдирования зависит от природы катиона, катионной плотности и типа структуры цеолитного каркаса. Цеолиты X и Y, например, различаются по количеству погло-ш енного Na l. Так, при 25 °С цеолит X окклюдирует из 5 н. раствора в 3 раза больше соли, чем цеолит Y (0,5 г — цеолит X и 0,17 г — цеолит У). Явление окклюзии интерпретируют, исходя из представления теории мембранного равновесия Доннана. [c.603]

Основные научные работы посвящены изучению растворов электролитов и коллоидных систем. Количественно исследовал (1899) процесс эмульгирования, связав его с изменением поверхностного натяжения на границе капелек эмульгированной жидкости и дисперсионной среды. Основное его достижение—создание (1911) теории мембранного равновесия (позднее названного равновесием Доннаиа), которая сыграла большую роль в понимании процессов, происходящих в живой клетке. Экспериментально проверил адсорбционное уравнение Гиббса. [c.176]

В настоящее время для объяснения (механизма ионной полу-проницаемости ионитовых мембран (Исшользуют основные положения известной теории мембранного равновесия Доннана. [c.145]

При реакциях ионного обмена, протекающих за счет разности химических потенциалов в фазе ионита и в растворе электролита, по достижении в системе минимума свободной энергии устанавливается равновесное состояние. В соответствии с теорией мембранного равновесия Доннана [38], противоионы ионита стремятся диффундировать в раствор, что нарушает электронейтральность цони-та и ведет к поглощению эквивалентного количества ионов того же знака заряда из раствора. Процесс перераспределения ионов протекает до установления динамического равновесия [39]. На равновесное распределение ионов между раствором и ионитом значительное влияние оказывают природа последнего, величина сшивки (степень набухаемости), концентрация раствора, природа растворителя, pH среды, свойства обменивающихся ионов и другие факторы. Поэтому при теоретических и экспериментальных исследованиях ионообменных процессов значительные затруднения вызывает учет совокупности всех параметров, влияющих на ионный обмен. [c.16]

Рассматривая вопрос от рудностях изучения осмотического давления в растворах высокомолекулярных соединений, обусловленных наличием в этих растворах даже ничтожно Majyjx примесей посторонних низкомолекулярных веществ, в особенности электролитов, мы уже отмечали (стр. 47), что эти трудности еще более усугубляются в тех случаях, когда высокомолекулярными веществами являются электролиты, в частности белки. В этих случаях определение осмотического давления даже против ультрафильтрата, содержащего примеси электролитов, не приводило к положительным результатам, так как осмотическое давление оказывалось величиной изменчивой, зависящей от концентрации примеси электролита и, как это не удивительно, всегда меньшей подлинного ее значения. Эти противоречия получили свое разрешение только после того, как Доннан (1911 г.) предложил свою теорию мембранного равновесия. [c.197]

Другая группа теорий моделировала макромолекулу сферически симметричным облаком заряженных сегментов, удерживающих в своем поле все собственные противоиопы. В этом случае область, занятую макроионом, можно считать электрически нейтральной, т. е. приблизительно удовлетворяющей дон-нановской теории мембранного равновесия для раствора заряженных коллоидных частиц, отделенных полупроницаемой мембраной от раствора низкомолекулярного электролита. Грубо говоря, роль мембраны здесь играет внешний контур клубка, а набухание его обусловлено большой локальной концентрацией собственных противоионов внутри клубка, намного превосходящей их среднюю концентрацию в растворе, [c.70]

Расширяя теорию мембранного равновесия на явления ион-ного обмена, принимают, что коллоидная мицелла, к которой при- соединен обмениваемый ион, является недиффупдируюш,им ионом. Хотя при равновесии ионного обмена мы не имеем никакой мембраны, условно за мембрану принимают границу раздела между твердой и жидкой фазами. Приведенный вывод не выявляет с полной очевидностью условий ионного обмена. Однако путем соответ-ствуюш,его выбора условий удается достигнуть протекания обмена. [c.17]

Теория мембранного равновесия, развитая Доннапом, говорит о том, что электролит распределяется вообще неравномерно по обе стороны мембраны. Рассмотрим основные положения теории мембранного равновесия. [c.179]

Селективность ионитовых мембран, в соответствии с теорией мембранного равновесия Доннана [1, 7], зависит в свою очередь от концентрации солей в растворе. Согласно уравнению термодинамического равновесия в ионитовой мембране, погруженной в раствор электролита (3), а также уравнению электронейтральности (4) уменьшение концентрации электролита во внешнем растворе обусловливает возрастание селективности ионитовых мембран, и, наоборот, увеличение концентрации электролита способствует снижению селективности , [c.273]