Набухание осмотическая теория

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]

Фундаментальным параметром осмотической теории ионного обмена является давление набухания я, т. е. разность фазовых давлений в ионите и внешнем растворе, компенсируемая противодавлением матрицы ионита. [c.172]

Таким образом, в осмотической теории слабо сшитый ионит (обычно с 0,4—0,5% ДВБ) принимают за эталон, в котором давлением набухания пренебрегают. Логичнее было бы в качестве такого эталона использовать несшитый полиэлектролит, в котором вовсе отсутствует давление набухания. Однако при выборе эталона авторы осмотической теории исходили из того, что известные им изотермы сорбции паров воды сшитыми ионитами располагались в соответствии с требованиями осмотической теории в области достаточно высоких значений а изотермы ионита с большей степенью сшивки располагались ниже изотермы с меньшей степенью сшивки, а в области малых значений а все изотермы практически сливались. Изотермы же сорбции на несшитом ионите в области малых значений а проходили значительно ниже таковых для сшитых ионитов, что противоречило представлениям осмотической теории. Более новые данные показали, что подобное обращение изотермы сорбции при малых значениях ос часто [c.175]

Расчеты величины я по формулам (VI. 32) и (VI. 33) для полистирольных ионитов со сшивкой из дивинилбензола, давших основной материал для построения осмотической теории, проводили многие авторы. Было показано, что давление набухания действительно увеличивается при увеличении степени сшивки, причем зависимость л от содержания ДВБ для сульфополистирольных ионитов оказалась практически линейной. [c.177]

Представления о давлении набухания гелей являются формальной основой осмотической теории Грегора — Глюкауфа. При этом проводится аналогия между равновесием гель (ионит) — рас- [c.178]

По-видимому, особенности обмена ионов на сшитых гелях не следует обязательно связывать с реальным давлением набухания, а надо искать их объяснение на базе учета в уравнениях термодинамики особенностей строения фазы геля. Осмотическая теория фактически и ставит вопрос о существовании таких особенностей. [c.180]

Конечно, возможны и целесообразны попытки выделения в уравнениях термодинамики некоего специального дополнительного члена, учитывающего изменение свободной энергии матрицы ионита при ее деформации. Такой подход формально близок к подходу осмотической теории, но не ставит вопроса о реальном существовании давления набухания. [c.181]

Опыты с обменом Ма —ТМА+ и другие данные этого раздела подтверждают правильность идеи осмотической теории о необходимости учета работы набухания (работы деформации матрицы) при расчете селективности. [c.186]

Из изложенного видно, что набухание, согласно осмотической теории, состоит из сочетания комплексно протекающих процессов следующего характера [c.402]

С рассматриваемой точки зрения поглощение воды ионообменными сорбентами, обусловленное осмотическим процессом, ограничивается гибкостью каркаса смолы количественно величина набухания может быть рассчитана из приведенных выше уравнений в предположении о равенстве конечного осмотического давления давлению набухания ионита. Однако более интересно остановиться на той стороне осмотической теории Грегора, которая связана непосредственно с термодинамикой обмена ионов и избирательностью поглощения. [c.96]

Большая часть книги отведена систематическому изложению современного состояния теории гетерогенных процессов ионного обмена. Рассматривается термодинамическая теория ионообменного сродства в двух аспектах как осмотическая теория, связывающая избирательность сорбции ионов с максимальной работой набухания ионитов, и как новый раздел теории электролитов. Обсуждается действие ионитов как молекулярных сит , используемых при разделении смесей крупных органических молекул, и применение ионитов в качестве катализаторов и носителей для катализаторов. Изложены принципы подбора условий и адсорбентов для осуществления различных практических задач. Рассматриваются методы практических испытаний ионообменных материалов. [c.2]

Роль поглощения растворителя в процессе ионного обмена интересовала многих исследователей. Значительная часть работ посвящена выяснению этой роли с точки зрения осмотической теории [1—31. В этой теории величина эффекта набухания учитывается через величину работы набухания [c.266]

По-видимому, фотохимическое повреждение в мембране клетки оказывает основное влияние не на активный, а на пассивный транспорт веществ. Так, ингибирование синтеза макроэргов, необходимых для активного транспорта, не влияет на УФ-чувствительность проницаемости мембран дрожжевых клеток для катионов калия и натрия. С другой стороны, Кук, количественно оценив соотношения между скоростями ионных потоков Na+, К+ и С1 , набуханием эритроцита и дозой УФ-облучения, на основании коллоидно-осмотической теории [c.336]

Опираясь на эти экспериментальные данные, рассмотрим, в рамках теории молекулярного поля для степени диссоциации противоионов, закономерности ограниченного и неограниченного набухания глин [15]. Заметим, что силы отталкивания двух соседних алюмосиликатных пластин глины складываются из экспоненциально падающих и осциллирующих сил гидратации и сил осмотического давления диссоциировавшей части противоионов. [c.57]

С малым и средним числом поперечных связей, что селективность ионитов любого данного типа с ростом числа поперечных связей увеличивается [18, 40, 54, 55]. Это подтверждается почти всеми теориями селективности, начиная с тех теорий, в которых главная роль приписывается осмотическому давлению набухания, и кончая теми теориями, в основе которых лежат представления об образовании ионных пар между противоионами и фиксированными группами или электростатических взаимодействиях более сложного характера. Принятое в настоящей главе представление об обмене как о распределении противоионов между концентрированным раствором (ионитом) и разбавленным раствором также хорошо объясняет увеличение селективности с ростом числа поперечных связей. В самом деле, при уменьшении числа поперечных связей облегчается растяжение матрицы ионита, что способствует поглощению ионитом большего количества воды и, следовательно, приводит к уменьшению концентрации фиксированных групп. Таким образом, фаза ионита становится более похожей на разбавленную фазу раствора, й поэтому коэффициенты разделения имеют тенденцию приблизиться к единице. Это справедливо, конечно, лишь в отсутствие специфических взаимодействий, дающих одному из противоионов преимущество перед другим (пример такого взаимодействия см, в разделе П.2). [c.191]

Кроме этого, теория обмена ионов должна учитывать эффект набухания смолы, что впервые было сделано Грегором . В этом случае набухшая смола рассматривается как осмотическая ячейка, в которую проникает растворитель, в результате чего объем смолы увеличивается. Работа переноса 1 моль водь из раствора в смолу равна изменению парциального изобарноизотермического потенциала (стр. 342) [c.517]

Исходя из двухфазного строения студней, в которых фазу II можно рассматривать как полупроницаемую перегородку, а включения первой фазы как осмотические ячейки, представляется возможным объяснить влияние иизкомолекулярных фракций на набухаемость полимеров. Действительно, если во внешней жидкости находится раствор низкомолекулярной фракции, то осмотический ток жидкости в студень уменьшается или при соответствующих концентрациях полимера во внешией жидкости прекращается и даже меняет направление. Нельзя не согласиться с теми доводами в пользу осмотической теории набухания студней, которые привели в свое время Нортроп и Кунитц . [c.200]

Осмотическая теория набухания была высказана рядом авторов 4 (Катц, Проктер, Дюкло и др.) и качественно вполне хорошо объясняет явление. Несоответствие заключается в том , что температурный коэфициент давления набухания во много раз больше, чем полагалось бы в соответствии с уравнением осмотического [c.393]

Исходя из уравнений (IV.17) и (IV. 18), сразу получаем уравнение (IV. 21), справедливое и в осмотической теории. Однако в уравнении (IV. 21) в этом случае величины АСа, х, АОв, х, АС и АОа, в не постоянны, так как являются функцией давления набухания я. Учитывая зависимость стандартного химического потенциал компонентов фазы ионита от давления, получгем [c.169]

Ранее неосмотическая теория оставляла без внимания факт ограниченного набухания ионитов в растворителе. Как мы уже отмечали, его формальное объяснение может быть сведено к принятию коэффициента активности растворителя в ионите в равновесии с чистым растворителем, fs > I. Внимательный анализ показывает, что этот факт может быть объяснен неосмотической теорией, исходя из свойств матрицы ионита, как и в осмотической теории, но без введения представлений о давлении набухания. [c.180]

С точки зрения осмотической теории, при расчете термодинамических функций подобного моделирующего процесса (VI. 49) необходимо учесть наличие давления набухания. Поэтому Круик-шенк и Миэрс использовали следующий моделирующий процесс [c.182]

В ходе многочисленных исследований равновесий ионообменных систем было установлено, что ограничительные условия, определяющие строгую применимость к ним закона действующих масс, выполняются довольно редко. Прежде всего во многих процессах обмена изменяется объем ионитов, что обусловлено различием размеров (парциальных молярных объемов) обменивающихся ионов и перераспределением воды между раствором и попитом. Первое из этих обстоятельств учитывается специально разработанной так называемой осмотической теорией ионообменных процессов [89] однако этот фактор почти никогда не является определяющим. Более ответственную роль играет набухание (стрикция) зерен сорбента, определяемое значениями активности воды (растворителя) в равновесных фазах [90]. Не случайно большое число исследований посвящено изучению состояния воды в ионитах [30] современными физическими методами. [c.16]

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]

Чтобы компенсировать этот избыток,вода диффундирует в поры и пустоты геля,вызывая его набухание, до тех пор, пока диффузионные силы не уравновесятся кохезионными силами структуры геля. Тяга в раствор и, следовательно, набухание пропорциональны е. Максимального набухания следует ожидать при тех же самых концентрациях водородных ионов, что и для максимума осмотического давления. Рис. 9 и 14 показывают что это действительно имеет место, ибо форма кривых сходна и оба максимума наблюдаются при одном и том же pH, а именно 3,3. Делались попытки количественного приложения теории к набуханию белков и других веществ, но это весьма трудно вследствие упругих свойств самого геля (см. также стр. 243). [c.228]

Для объяснения закономерностей ионообменных процессов был выдвинут ряд теорий наиболее обешаю-шими из современных теорий являются представления Грегора. Согласно его теории, ионообменную смолу следует рассматривать как набухший гель, в котором установилось равновесие между давлением набухания (или осмотическим давлением) и упругими силами сшитой матрицы полимера. Всякое изменение условий нарушает этот баланс, и система переходит в новое состояние равновесия. Так, например, если полностью набухшую смолу в натриевой форме перевести в водородную форму, зерна ионита несколько увеличатся в размере это увеличение тем меньше, чем больше степень поперечной сшивки смолы. Согласно теории Грегора, замена малого иона на ион большего радиуса приводит к тому, что углеводородный скелет смолы раздается при этом упругие силы растут, вызывая в свою очередь увеличение внутреннего давления на подвижные элементы набухшей смолы, что приводит к выдавливанию некоторой части свободной воды из матрицы полимера В результате устанавливается новое равновесное состояние, при котором прирашение объема ионита будет меньше, чем разница объемов гидратированных ионов водорода и натрия. С уменьшением степени сшивки уменьшаются и силы упругости, возникающие при данном приращении объема, в связи с чем количество свободной воды, выжимаемой из матрицы ионита при заданном изменении ионного состава, будет меньше, а конечное увеличение объема смолы, следовательно, будет больше. [c.25]

Некоторые из неподвижных фаз, которые стали использоваться первыми, заметно набухают при погружении в хроматографический растворитель, например, сшитые декстраны набухают в воде, резины-в различных органических растворителях. Такое набухание вызывается тем, что осмотическое давление, производимое молекулами полимеров, уравновешивается упругим сокращением полимерной сетки. Гинсберг и Коен /4/ предположили, что осмотическое давление ответственно за исключение неэлектролитов из сшитых декстранов. В гелях могут возникать высокие давления, что вызывает уменьшение растворимости молекул растворенного вещества. Кроме того, растворимость падает с увеличением размеров молекул. Согласно этой теории, растворенное вешество распределяется между двумя частями подвижной фазы, одна из которых нахйдится под давлением. [c.112]

В настояш ее время невозможно с приемлемой точностью вычислить величину набухания из каких-либо других данных. Суш,ествуют, однако, интересные теории, позволяющие вычислить давление набухания и осмотические коэффициенты иротивоионов из результатов изоииестических измерений. Эти теории развиты в рабо- [c.44]

Понятие осмотического давления набухания является ключевым в теории Грегора оно непосредственно вытекает из его модели. Полиэлектролит без поперечных связей в присутствии большого избытка растворителя должен был бы поглощать растворитель вплоть до полного растворения. В соответствии с теорией Грегора растягивание полимерных цепей, обусловленное поглощением растворителя, вызывает напряжения в поперечных связях, что приводит в свою очередь к вознжкнове нию осмотического давления, препятствующего набуханию. Когда осмотическое давление набухания становится равным остаточному осмотическому давлению, устанавливается равновесие [21]. [c.133]

На основе этих представлений Гаррис и Райс вычислили степень набухания ионообменных смол в воде и водных растворах. Следует заметить, что совпадение вычисленных и найденных экспериментально значений степени набухания было не очень хорошим. Несмотря на это, охарактеризованная выше теория представляет собой существенное достижение. К сожалению, подход Гарриса и Райса к объяснению селективности был сугубо эмпирическ]Шм и сводился к рассмотрению отношения констант ассоциации для двух противоионов. Авторы не уделяли должного внимания факторам, определяющим величину констант ассоциации. В своих расчетах они использовали эмпирический путь — выбирали те значения констант ассоциации, которые давали лучшее согласие с осмотическими коэффициентами растворов тг-суль-фотолуола. Кроме того, теория Гарриса и Райса не объясняет обращения сродства. Чтобы понять эти явления в рамках рассматриваемой теории, приходится допустить, что константы ассоциации изменяются с концентрацией. [c.138]

По Лебу, следовательно, вязкость, набухание и другие свойства растут с увеличением ионизации не за счет гидратащп образовавшихся ионов, а главным образом за счет увеличения концентрации их как вследствие образования соли, так и вследствие диффузии ионов кислоты НС1 из внешней жидкости внутрь частицы. Иными словами, все перечисленные факторы увеличиваются только за счет осмотического давления ионов, большего внутри частицы, чем снаружи, совершенно так же, как это было показано прн изложении теории Проктера и Вильсона. [c.332]

Теоретические соображения по вопросу синерезиса были высказаны также Нортропом и Кунитцем Остановимся на разборе их теории ввиду ее большого интереса н общности некоторых ее выводов с изложенными выше. Нортроп и K>tihtu принимают, что синерезис являетч я процессом, обратным набуханию. Они считают, что студни, содержащие больше 10% сухого вещества, набухают, а содержащие меньше 10%, — сжимаются, теряя воду студень, содержащий 10% сухого вещества, не сжимается и не набухает. Как известно, Ha6yxaiiHe студней эти авторы объясняют осмотическим давлением, развиваемым растворимой фракцией. Синерезис обусловливается эластическими усилиями [c.356]

Изложенная здесь теория Нортропа и Кунитца встречает ряд возражений. Главное из них сводится к следующему. Авторы принимают, что сжатие студня происходит в результате превращения растворимой фракции в не- растворим ю при этом должна наступить десольватация агрегатов, так как осмотическ I связанный растворитель становится свободным. Однако это мало вероятно уже потому, что и набухание и синерезис могут происходить при обычной температуре, и допускать указанные превращения нет оснований. Кроме того, числа гидратации для желатины и совпадают [c.357]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология