Переносчики диффузионные

Так же как в системе пища — молекулярный кислород , при комнатной температуре вне организма окисления не происходит, несмотря на то что система далека от состояния равновесия, не наблюдается это и вне топливного элемента с гремучим газом Нг + О2 или со смесью СО + О2. Общим свойством всех органических и неорганических преобразователей химической энергии является то, что на их поверхности вследствие адсорбции происходит повышение концентрации реагирующих веществ и что сравнительно инертный кислород не реагирует непосредственно с веществом, подлежащим окислению. В живом организме кислород соединяется с железом гемоглобина и образует при этом перекисное соединение, окисляющее субстрат в качестве переносчика кислорода. Анало-.гично активируется весьма инертный при комнатной температуре кислород на диффузионных катодах соответствующими переносчиками вроде дисперсного серебра или металлической платины. Общим свойством окисляющих систем является уже отмеченное обстоятельство, что не только редокс -элементы. [c.474]

Облегченная диффузия в отличие от простой диффузии облегчена участием в этом процессе специфических мембранных белков. Следовательно, облегченная диффузия - это диффузионный процесс, сопряженный с химической реакцией взаимодействия транспортируемого вещества с белком-переносчиком. Этот процесс специфичен и протекает с более высокой скоростью, чем простая диффузия. [c.48]

В ионообменной мембране, погруженной в разбавленный раствор какого-либо электролита, практически единственными переносчиками тока служат противоионы. Ко-ионы, т. е. ионы, одноименные с фиксированными, присутствуют в незначительном количестве, и их вклад в общий перенос тока через мембрану невелик. Поэтому в разбавленных растворах число переноса противоионов через мембрану близко к единице. При прохождении постоянного тока через погруженную в раствор ионообменную мембрану концентрация электролита в диффузионном слое с одной стороны мембраны будет уменьшаться, а с другой — увеличиваться (рис. 345). Возникающая при этом концентрационная поляризация подобна той, которая имеет место на электродах. [c.469]

В работе [121 описан метод получения монокристаллов GaS из газовой фазы в диффузионной транспортной системе с применением иода в качестве переносчика. В этом случае исходным материалом был поликристал-лический сульфид галлия, который предварительно синтезировали из элементов. Процесс протекал в течение двух суток при градиенте температуры 710—665° С. В результате в более холодной зоне были получены гексагональные, желтые, слоистые, пластинчатые кристаллы GaS размерами до 10 X 5 х 0,1 мм. Идентификация состава выросших кристаллов подтверждалась химическим и рентгеновским методами анализа. [c.38]

Таким образом, на примере алитирования металлов показана движущая сила диффузионного насыщения циркуляционным методом — это перепад парциального давления газа-переносчика диффундирующего элемента, который порождается либо перепадом температур между диффундирующим элементом и насыщаемым металлом, либо перепадом активностей диффундирующего элемента в исходном материале и на поверхности насыщаемых деталей. Зная движущую силу, можно управлять процессом и создавать научно обоснованную технологию. [c.36]

Для повышения эффективности диффузионного переноса компонентов было предлол<ено располагать источник и подложку (в виде пластин) на очень близком расстоянии друг от друга. Зазор между пластинами не должен превышать 0,1 диаметра источника. Необходимый для процесса градиент температуры можно регулировать в широких пределах, используя радиационный нагрев. При малых зазорах эффективность переноса близка к 100%, причем состав растущего кристалла довольно точно соответствует составу источника, а его конфигурация подобна форме источника. Этот метод, получивший название сэндвич метода , весьма удобен для изучения кинетики процессов переноса в зависимости от температуры и давления паров переносчика. С технологической точки зрения его главным недостатком является трудность очистки поверхности кристалла-подложки и источника непосредственно перед проведением процесса. Сэндвич метод применяют главным образом для выращивания эпитаксиальных пленок. [c.353]

Рис. 5.17. Облегченная диффузия с участием белка-переносчика. Белок пребывает попеременно в одном из двух состояний — пинг и понг . Поскольку концентрация молекул глюкозы (шестиугольники) в наружной среде выше, реальный ее поток направлен в данном случае внутрь клетки — по диффузионному градиенту.

Зависимость пределов воспламенения водород-кислородной смеси имеет характерную 2 -образную форму с тремя ветвями, где температура воспламенения понижается, возрастает, и понижается с ростом давления (см. рис. 12). Аналогичное поведение было обнаружено в диффузионных пламенах [45], в струйном реакторе идеального перемешивания [46]. Было показано, что во всех упомянутых системах первый (низкие давления) и второй (промежуточные давления) пределы определяются кинетическими факторами, т.е. генерацией и гибелью переносчиков цепи. Третий предел (высокие давления) определяется тепловыми факторами. Воспламенение других широко используемых топлив (метан, бутан и т.д.), которые широко используются в качестве реагентов как для химического [c.193]

Для облегченного транспорта в диффузионно-контролируемом режиме было получено следующее выражение для фактора ускорения F у определяемого как отношение потоков через мембрану в присутствии и в отсутствие переносчика [c.390]

Энергия может затрачиваться на такую химическую модификацию субстрата, которая делает его неспособным взаимодействовать с переносчиком на внутренней поверхности мембраны, а также проникать через мембрану чисто диффузионным путем, что предотвращает его утечку из клетки. [c.103]

Наиболее сложная проблема биоэлектрокатализа — реализация эффективного переноса электронов между активным центром фермента и электродом. Известно несколько путей, позволяющих осуществить эффективное заселение активных центров ферментов электронами (или электронными вакансиями). Первый путь предполагает использование низкомолекулярных диффузионно-подвижных переносчиков электрона (медиаторов), способных акцептировать электроны с электрода и отдавать их активному центру фермента. Этот механизм используется в большом числе ферментативных электродных систем, в частности, в реакциях с участием гидрогеназ — биологических катализаторов активации молекулярного водорода. (В системе гидрогеназа — метилвиологен — угольный электрод удается электрохимически окислять водород без перенапряжения в условиях, близких к равновесным.) Второй путь предполагает непосредственное электрохимическое окисление — восстановление активных центров ферментов, прямой перенос электронов (вакансий) с активного центра фермента на электрод (или обратно). Механизм прямого переноса электронов по пути электрод — активный центр фермента уже реализован в реакции электрохимического восстановления кислорода до воды с участием медьсодержащей оксидазы, в реакции электровосстановления водорода с помощью гидрогеназы. [c.69]

При газофазном силицировании тугоплавких металлов скорость процесса по сравнению с парофазным методом возрастает, но процесс сохраняет диффузионный контроль [92, 93, 97, 98]. Роль переносчика кремния могут выполнять гало-гениды Щ6Л0Ч1НЫХ металлов и аммония, НС1, галогены. Следует отметить более широкие возможности этого способа по сравнению с парофазным, так как с его. помощью возможно осаждение на определенный металл широкого класса соединений — силицидов, карбидов, боридов и т. д. Практическое использование этого метода значительно определило его теоретическое исследование, поскольку химизм его чрезвычайно сложен, особенно в случае нанесения комплексных покрытий. В упоминавшейся выше работе [93] изучался процесс нанесения силицидных покрытий на молибденовый сплав с использованием в качестве переносчика кремния паров йода. Были обнаружены две температурные области, резко различающиеся ио кинетике процесса и характеру образующихся покрытий. При температурах ниже 900° С скорость роста слоя MoSi2 подчиняется линейному закону, а при температурах выше 950° С — параболическому, причем по абсолютной величине скорость роста в низкотемпературной области превосходит таковую в высокотемпературной. До 900° С образующийся MoSi2 имеет гексагональную решетку, а образующийся выше 950° С — тетрагональную. Авторы [93] считают, что примеси, имеющиеся в сплаве (Ti, Zr, С), оказывают большое влияние на характеристики процесса формирования п структуру по- [c.238]

Диффузионные покрытия образуются при взаимной диффузии (возможно, сопровождаемой химическим взаимодействием) компонентов основы и среды — источника диффувантов. В качестве последней могут выступать твердые, газовые и жидкие среды. Для покрытий этого класса характерна высокая адгезия с основой. Широкое распространение получили методы нанесения диффузионных покрытий, при которых компоненты поступают к поверхности подложки в виде паров элементов или их газообразных соединений, например галогенидов. В последнем случае диффузионному процессу предшествуют химические реакции (восстановление, диспропорционирование). Распространен, в частности, порошковый метод, в котором обрабатываемый металл или сплав загружают в порошок (пороипси) насыщающих элементов или их соединений (парофазное нанесение). В газофазном порошковом методе в смесь вводят активатор, например галогениды металлов или аммония, переносчики элементов покрытия. [c.432]

Теория диффузионных переносчиков. При диффузии молекул растворенного вещества или других частиц многокомпонентных систем обменные реакции между компонентами также дают вклад в кажущийся перенос в добавление к движению целой частицы. Этот механизм диффузии рассмотрен в работе Раффа и Фридриха [386]. В системе, где компонент АХ диффундирует в присутствии компонента А, эффективный (кажущийся) коэффициент диффузии О компонента X выше, чем коэффициент диффузии О, соответствующий только движению АХ, поскольку в этом случае X может непосредственно переноситься от АХ к свободной частице А. При этом АХ перемещается без переноса А. Кажущийся коэффициент диффузии, таким образом, представляет собой сумму классического коэффициента диффузии, отвечающего перемещению целой частицы, и коэффициента диффузии, отвечающего упомянутому выше механизму переноса. Вклад этого протекающего при участии диффузионных переносчиков процесса в [c.204]

Рафф с сотр. детально разработали кинетическую теорию, позволяющую вычислить константу скорости быстрых обмен--ных реакций второго порядка подобного типа. Ленгьел [38е] указал, что, несмотря на то что теория Панченкова ошибочно предполагает плоское равномерное распределение (энергии) в процессе диффузии по осям активированного комплекса (в действительности следовало бы принять равномерное объемное распределение), теоретическое утверждение об участии в процессе диффузионных переносчиков правильно. В соответствии со сделагнной в работе [38е] поправкой, учитывающей участие диффузионных переносчиков, в выражении для потока коэффициент я/4 был заменен на /з. Это следует учесть и в других уравнениях. Такое обстоятельство, однако, не влияет на основы теории. [c.205]

Небольшие монокристаллы InSe были получены методом химических транспортных реакций в диффузионной системе с применением иода как переносчика [57]. В качестве исходного материала использовали как монокристаллические пластинки InSe, полученные при направленной кристаллизации, так и поликристалли-ческие образцы этого соедипения. Температуры зоны источника и зоны кристаллизации соответственно 600 и 500°С концентрация иода 5 жз на 1 см объема ампулы. При этом были получены объемные гексагональные кристаллы InSe размерами 1,5 х х1,0 X 1,0 мм . [c.107]

Применение метода химических транспортных реакций позволило вырастить монокристаллы всех четырех модификаций In Seg [57], В работе применялся диффузионный метод и использовался иод в качестве переносчика. Исходным материалом были образцы InjSeg, как [c.117]

К реакционной поверхности хромшпинелид — расплав нужно подводить переносчик кислорода и от поверхности отводить продукт реакции — ЫагСг04 к поверхности расплава должен подводиться кислород из газа. Это чисто диффузионные процессы. Если скорость химического взаимодействия невелика (например, при низкой температуре), то скорость процесса лимитируется скоростью химической реакции (кинетическая область). При высокой скорости химического взаимодействия или большом диффузионном сопротивлении скорость процесса лимитируется скоростью диффузии (диффузионная область). При соизмеримых скоростях химического взаимодействия и диффузии скорость процесса определяется обеими стадиями (переходная область). [c.77]

Опыты прокаливания шихт при 900 и 1100°С в лодочках одинакового размера, но с разными навесками, показали, что при 900 °С увеличение толщины слоя в 2 раза практически не влияет на степень окисления, а при 1100°С существенно снижает ее [86]. Очевидно, при 1100°С процесс тормозится диффузией кислорода в порах гранул, т. е. протекает во внутренней диффузионной области. Однако и при 900—1000 °С мы имеем дело не с истинной химической кинетикой, а с переходной, определяемой, видимо, также диффузией переносчика кислорода через оболочку расплава вокруг каждого зерна хромшпинелида. Подтверждением этого является то, что кинетические кривые при указанных температурах, как видно, например, из рис. 20, приближенно удовлетворяют уравнению Гинстлинга и Броунштейна, выведенному для диффузионной кинетики в сферических частицах, когда скорость реакции лимитируется скоростью диффузии одного из реагентов через слой продукта на зернах другого реагента [91] [c.77]

Рассмотрим циркуляционный метод диффузионного насыщения [53, 54]. В основе этого метода получения покрытий лежит явление переноса вещества в замкнутом газопроводе в условиях непрерывного воспроизводства газа-переносчика. Газ передвигается с помощью вентилятора. Принципиальная схема установки для алитирования показана на рис. 22. Образцы 1, подлежащие али-тированию (N1, ЖС6-К и другие), помещают в низкотемпературную печь, а алюминий 3 как источник насыщающего элемента — в высокотемпературную печь. Газовая переносящая среда (А1С1з) поступает из обогреваемой реторты 2, обеспечивая давление в газопроводе около 0,1 МПа (1 атм). Скорость газового потока регулируют в пределах 0,66—2,5 м/с. Процесс ведут в отсутствие воздуха, который откачивают до начала опыта насосом 5. [c.51]

Процесс диффузионного насыщения циркуляционным методом может осуществляться в изотермических условиях (Г = T a = = T a), когда разные активности диффундирующего элемента в исходном материале и на насыщаемой поверхности порождают градиент парциального давления газа-переносчика в рабочей камере установки. Так, например, термодинамический расчет равновесного состава хлоридов алюминия при П73 К (900° С) по методике, изложенной в гл. I, показывает различное парциальное давление дихлорида алюминия над поверхностью алюминия, где ад = 1 и над поверхностью фазы FeAl, где ад = 0,066 по данным рабо-боты [1101. Из табл. 10 видно, что равновесное парциальное давление дихлорида алюминия (в данном случае газа-переносчика диффундирующего элемента) над поверхностью алюминия больше, чем над поверхностью железа, содержащего 50 ат. % алюминия. [c.32]

Применение краун-эфиров оказалось эффективным и при разработке электродов, селективных к тяжелым щелочным металлам. Введение в мембрану дибензо-18-крауна-6, цис(транс)-дидодецилгидроксидибензо-18-крауна-6 и <ис-ди (р-этокси) дибензо-18-крауна-6 позволило получить серию электродов, характеризующихся щироким интервалом определяемых содержаний НЬ и Сз и крутизной электродной функции, близкой к нернстовс-кому значению. Ряды селективности для электродов совпадают s >Rb + >K >NH >Na >Li , что связано с меньшими в случае Св и КЬ энергиями сольватации комплексов этих металлов с нейтральными переносчиками в примембранном диффузионном слое [78]. [c.104]

В зависимости от динамических характеристик, по мнению авторов [236], ионоселективные электроды можно разделить на две группы 1) электроды, в которых электрохимический сигнал возникает в результате разделения зарядов на поверхности мембраны, погруженной в а1 1лизируемый раствор (твердые и жидкостные ионообменные мембранные электроды), и 2) электроды, в которых электрический сигнал возникает в результате селективной ионообменной реакции, на которую также оказывают влияние процессы мембранного транспорта в теле самой мембраны (электроды с мембранами на основе нейтральных переносчиков ). Скорость изменения потенциала первого типа электродов определяется скоростью переноса ионов в фазе анализируемого раствора к поверхности мембраны, поскольку скорость ионообменной реакции (функция активности измеряемого иона в растворе) достаточно велика. Так как на диффузионные процессы влияет гидродинамика проточной системы, динамические свойства электрода могут быть улучшены [c.165]

Ряд экспериментальных данных строго подтверждает необходимость фосфолипидов для осуществления активного транспорта моновалентных катионов через мембрану. Исследования, выполненные на искусственных и природных мембранах, показали, что проницаемость биологических мембран для ионов и молекул в значительной мере определяется составом липидов и структурой их гидрофобных и гидрофильных компонентов. Барьерные свойства мембран зависят от природы углеводородной цепи фосфолипидов, взаимодействия фосфолипида и холестерина и химической природы полярных головок фосфолипидов, с уменьшением длины цепи жирнокислотных остатков фосфолипидов или увеличением степени их ненасыщенности увеличивается подвижность цепей, что в свою очередь повышает скорость диффузионных процессов, а также транспорт молекул-переносчиков. При взаимодействии фосфолипидов с холестерином уменьшается площадь фосфолипидов и, следовательно, их проницаемость. Природа полярных головок также влияет на проницаемость биологических мембран. Эффект ионной проницаемости зависит от заряда фосфолипида. Например, в грамположительных бактериях фосфатидилглицерин (заряжен отрицательно) селективно пропускает катионы и протоны, а лизилфосфатидилглицерин (заряжен положительно) —анионы. [c.381]

На рис. XXVII.4 схематически показано расположение этих комплексов в фотосинтетической мембране тилакоида. Как видно, электрон на своей пути пересекает мембрану, проходя через комплекс b -f от ее внутренней стороны, где расположена донорная часть ФС II, на наружную сторону к акцепторному участку ФС I. Взаимодействие между макромолекулярными комплексами ФС I, b -f и ФС II осуществляется при посредстве подвижных переносчиков — пластоцианина Пц и пластохинона Нх, причем молекулы последнего образуют пул, содержащий не менее 10 молекул Нх на один Пц. Другой подвижный переносчик — ферредоксин — акцептирует электроны у ФС I, осуществляя связь ППФ с темповыми процессами. Своеобразное сочетание обычных диффузионных и внутрикомплексных реакций в ЭТЦ накладывает свой глубокий отпечаток на кинетику и физические механизмы переноса электрона. [c.283]

Одной из центральных проблем биофизики является выяснение механизмов начального разделения зарядов в РП и транспорта электронов между переносчиками в первичных процессах фотосинтеза. Эта проблема по своей важности выходит за рамки фотосинтеза, а ее решение приобретает принципиальное значение для понимания глубоких механизмов функционирования биологических макромолекул. В многокомпонентных макромолекулярных комплексах переносчиков, объединенных в единый РЦ, начиная о самых первых этапов (т < 1 пс) происходит высокоэффективный и направленный транспорт электронов. Добавим, что в пределах РЦ перенос электрона может происходить с высокой эффективностью и при сверхнизких температурах (100 К-4 К). Очевидно, обычные диффузионные механизмы химических реакций в растворах по типу сталкивающихся частиц не в состоянии обеспечить такого рода перенос электрона в плотной белковой среде. Мы видели (гл. XXVH), что в основе этого лежит туннелирование электрона, сопряженное с колебательными и конформационными изменениями в белковой матрице (гл. ХП1). [c.359]

Рис. 14-2. Схема эпителиальной клетки из тонкой кишки показано, как плотные контакты разграничивают области плазматической мембраны, в которых могут находиться различные транспортные белки. Такое разграничение обеспечивает перенос питательных веществ из просвета кишки через эпителиальный слой в кровь. В представленном здесь примере глюкоза активно транспортируется в клетку глюкозпими насосами апикальной поверхности, а затем выходит из клетки путем облегченной диффузии при участии белков - пассивных переносчиков глюкозы, находящихся в базолатеральной области мембраны Плотные соединения, по-видимому, ограничивают перемещение белков определенными участками плазматической мембраны, действуя как диффузионные барьеры внутри ее липидного бислоя эти соединения блокируют также диффузию липидных молекул в наружном (но не во внутренном) листке липидного бислоя.

Известно несколько путей, позволяющих осуществить эффективное заселение активных центров ферментов электронами (или электронными вакансиями). Первый путь предполагает использование низкомолекуляриых диффузионно подвижных переносчиков электронов (медиаторов), способных акцептировать электроны с электрода и отдавать их активному центру фермента. Этот механизм используется в большом числе ферментативных электродных систем, в частности, в реакциях с участием гидрогеназ — биологических катализаторов активации молекулярного водорода. (В системе гидрогеназа — метилвио-логен — угольный электрод удается электрохимически окислять водород без перенапряжения в условиях, близких к равновесным.) Второй путь заключается в непосредственном электрохимическом окислении — восстановлении активных центров ферментов, прямом переносе электронов (вакансий) с активного центра фермента на электрод (или обратно). Механизм прямого переноса электронов по пути электрод — активный центр фермента уже реализован в реакции электрохимического восстановления кислорода до воды с участием медьсодержащей окси-дазы, в реакции электровосстановления водорода с помощью гидрогеназы. Третий путь состоит в использовании ферментов, включенных в матрицу органического полупроводника. Для этого применяют полимеры с системой сопряженных связей, обладающие длинной цепью сопряжения, или полимеры с комплексами переноса заряда. С помощью ферментов, иммобилизованных в органические полупроводники, удалось осуществить ряд интересных электрохимических реакций, в частности электрохимическое окисление глюкозы с участием глюкозооксидазы. [c.69]

Различие между обычным диффузионным и облегченным транспортом схематически показано на рис. У1-27. При облегченном транспорте скорость переноса компонета А усиливается в присутствии молекул-переносчиков С. Компонет А и переносчик С образуют комплекс АС, который также диффундирует через мембрану. При этом одновременно происходят два процесса. Часть компонента А переносится вследствие диффузии, тогда как другая его часть переносится в результате диффузии комплекса. Таким образом, наблюдается ускоренный транспорт компонента А. [c.341]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология