Мембраны проницаемость воды

При опреснении воды методом обратного осмоса пресную воду отделяют от растворенных в ней солей при помощи мембраны, проницаемой для воды, но непроницаемой для солей. Как было изложено в разд. 12.6, ч. 1, для этого необходимо наличие селективной мембраны, пропускающей только воду, но задерживающей растворенные в ней вещества. Если поместить такую мембрану между рассолом и пресной водой, тенденция к выравниванию концентраций по обе стороны мембраны заставит воду проникать через мембрану в рассол. Этому процессу можно воспрепятствовать, при- [c.154]

Марка мембраны Проницаемость по воде Go 10 кг/(м"-с) Константы уравнения (ХП.1) [c.195]

По одну сторону мембраны, проницаемой для воды, ионов К" и 1 , и непроницаемой для молекул тростникового сахара, поместили 100 мл раствора, содержащего 35 г сахара в 1000 мл раствора, а по другую — 500 мл раствора, содержащего 11 г хлорида калия в 2000 мл раствора. Как распределятся хлорид калия и сахар в растворах по обе стороны от мембраны Каков состав растворов после установления равновесия Под каким давлением должен находиться раствор сахара, чтобы его концентрация не изменилась [c.189]

Мембранные электроды. Если между двумя растворами, содержащими разные катионы или различные концентрации одного катиона, поместить мембраны, проницаемые для катионов и непроницаемые для анионов, то в таких мембранах возникает потенциал. Были сделаны попытки использовать селективные мембранные электроды для измерения активностей ионов металлов, особенно металлов главных подгрупп 1-й и 2-й групп, металлические или амальгамные электроды которых разлагаются водой и нет возможности найти подходящую окислительно-восстановительную систему. Большое число таких электродов рассматривается в работах [85, 204]. Первые исследования проводились с коллодием или гидратированными цеолитами, но позднее начали изготовлять мембраны из синтетических ионообменных смол, содержащих карбоновые, фосфоно-вые [158] или сульфогруппы, либо из стеарата бария [86], окиси графита [58] и неорганических осадков в парафиновом воске [80]. Ионы щелочных металлов, также как и протоны, были изучены с помощью стеклянного мембранного электрода. Потенциал мембраны обычно измеряется косвенным путем с помощью элементов типа [c.165]

Можно, однако, осуществить процесс выравнивания концентраций равновесно или, по крайней мере, почти равновесно и заставить систему совершать работу за счет выравнивания концентраций. Это возможно, если располагать перегородкой (мембраной), проницаемой только для одного из компонентов (полупроницаемая мембрана). Практически можно приготовить мембрану, проницаемую для растворителя и непроницаемую для растворенного вещества. Для определенности будем далее рассматривать водные растворы и мембраны, проницаемые для воды. Рассмотрим раствор, находящийся в замкнутом объеме, отгороженном полупроницаемой мембраной, по другую сторону которой находится вода. В растворе химический потенциал воды ниже, чем в чистой воде, Поэтому вода начнет поступать в раствор. Из-за малой сжимаемости раствора возникнет давление на мембрану со стороны раствора. Если мембрана жестко зафиксирована, то это давление уравновесится сопротивлением мембраны. Разность давлений раствора и растворителя на полупроницаемую мембрану называется осмотическим давлением. [c.209]

Благодаря большому значению диэлектрической проницаемости вода поддерживает растворенные в ней соли, кислоты и основания в ионизированном состоянии. Быстро протекающие химические реакции чаще всего совершаются между ионами, т. е. заряженными частицами. Ионы регулируют действие множества биологических катализаторов — ферментов, без которых невозможна жизнь движение ионов через биологические мембраны обусловливает передачу нервного возбуждения, концентрация ионов в почве определяет возможность нормального роста растений и т. д. Поэтому для развития жизни совершенно необходима среда, поддерживающая надлежащий уровень ионизации молекул. [c.33]

По одну сторону мембраны, проницаемой для воды, ионов К" и С1 и непроницаемой для молекул тростникового сахара, поместили 100 мл раствора, содержащего 35 г сахара в 1000 мл раствора, а по другую — 500 мл раствора, содержащего 11 г хлорида калия в 2000 мл раствора. Как распределятся хлорид калия и сахар в растворах по обе стороны от мембраны Каков состав растворов после установ- [c.282]

Оптимизация этих параметров позволила поэтапно улучшить проницаемость мембраны по воде и фактор разделения с 0,07 кг/(м -ч) до 0,54 кг/(м ч) и с 7,5 до 330, соответственно. [c.136]

Наилучшими свойствами при осушке газа обладают пленочные мембраны из ацетилцеллюлозы. Избирательность такой мембраны к влаге, присутствующей в газе, по отношению к углеводородам велика. Отношение коэффициентов проницаемости воды и метана (так называемый фактор разделения) равен 500. [c.10]

Будем считать, что диффузионный слой имеет конечные размеры, а конвективный поток через этот слой направлен по нормали к его поверхности и приблизительно равен проницаемости мембраны по воде (м/с). Уравнения, которые используют для описания профиля изменения концентрации иона а диффузионном слое [9,10] [c.385]

Рассмотрим теперь довольно общий случай, когда мембрана проницаема для трех потоков, в качестве которых можно выбрать потоки двух ионов и воды или потоки соли и воды и электрический ток. (В этом случае мембрана характеризуется шестью феноменологическими коэффициентами.) Эквивалентность обеих точек зрения будет показана ниже. Проще всего убедиться в этом, если ввести в растворы, разделяемые мембраной электроды, обратимые по отношению к одному из ионов. Электроды могут быть или не быть соединены посредством сопротивления (или источника электродвижущей силы), помещенного во внешнюю среду. Если мембрана остается в стационарном состоянии, эти обстоятельства не влияют на расчет функции рассеяния, так к 1к члены, [c.425]

К+ — четвертичный ион аммония X — галогенид-ион К " — органический анион, например пикрат или тетрафенилборат. Соединение нерастворимо в воде, однако растворимо в нитробензоле. Индексы и п относятся соответственно к воде и нитробензолу. В цепи I вида неводный раствор играет роль селективной мембраны, проницаемой для катионов и непроницаемой для X"-ионов [379. 380] цепь вида II представляет собой систему, в которой осуществляется двойное распределение органического катиона и аниона [381]. [c.128]

Метод гиперфильтрации (обратный осмос). Этот метод основан на использовании осмотического переноса молекул воды через полупроницаемую мембрану. Такая мембрана проницаема для мо- [c.91]

Перенос молекул воды через полупроницаемую мембрану из раствора с большей концентрацией в раствор с меньшей концентрацией под действием внешнего давления, превышающего осмотическое давление, называется обратным осмосом или гиперфильтрацией. О причине обратного осмоса высказано несколько гипотез. Наиболее убедительная из них состоит в том, что поры этой мембраны проницаемы только для молекул воды. Гидратированные ионы, обладающие большими размерами, проходить через поры мембраны не могут. Движущей силой процесса обратного осмоса является разность между прилагаемым внешним рабочим и осмотическим давлением. Понятно, что при увеличении солесодержания нс.ходной воды обратный перенос молекул воды через мембрану уменьшается вследствие повышения осмотического давления. Снижается и эффект обессоливания, так как при увеличении концентрации раство- [c.92]

Вода и небольшого размера ионы, если мембрана проницаема [c.147]

Мембрана отделяет раствор натриевой соли белка (0,001 М) от 0,01 М раствора хлористого натрия. Сколько молей соли (на 1 литр) будет проходить через мембрану и чему будет равна конечная концентрация внешнего раствора соли, если мембрана проницаема для хлористого натрия и непроницаема для анионов белка Считайте, что молекулы воды остаются неподвижными. [c.196]

Осмос. В разделе Диффузия в растворе уже говорилось, что в животных и растительных организмах, а также в экспериментальных исследованиях существуют и применяются полупроницаемые перегородки — мембраны, разделяющие растворитель и раствор или растворы различной концентрации. Мембраны различают по составу, структуре, размеру пор, отношению к различным растворителям. Они могут быть животного (например, мочевой пузырь), растительного (оболочка клетки) и искусственного происхождения (пленки из целлофана, коллодия). Некоторые из них проницаемы только для растворенного вещества, другие — только для молекул растворителя. Например, глиняная мембрана, содержащая в порах соль Сиг [Ре(СЫ)б], проницаема только для молекул воды. Именно мембраны последнего типа будут рассмотрены в этом разделе. Различные биологические мембраны, проницаемые не только для частиц растворителя, но и для ионов и молекул растворенных веществ, будут рассмотрены в разделе Мембранные потенциалы . При наличии мембран в растворах наблюдают явление осмоса. [c.70]

Дальнейшее развитие электростатическая гипотеза получила в работе С.С. Духина с соавторами [10, 11], которые в отличие от Глюкауфа, считают, что в основном затраты энергии на перенос иона из раствора в поры мембраны обусловлены разностью диэлектрических проницаемостей воды в свободном объеме и в объеме пор. [c.25]

При этом выражают в барах, а (коэффициент проницаемости воды) — в см/сек-бар. Когда по обе стороны мембраны гидростатическое давление одинаково, принимается, что = —я = —ЯТс, где я — осмотическое давление (см. уравнение 1.69), ас — сумма молярных концентраций всех растворенных веществ независимо от того, проницаема для них мембрана или нет. Такие условия (Р = 0) наблюдаются при исследовании проницаемости, когда клетки находятся в стадии начального плазмолиза. При этом уравнение (VI.3) принимает вид [c.177]

Мембрана разделяет равные объемы растворов 0,001 Л/ натриевой соли белка и 0,001A/Na i. Рассчитайте равновесные концентрации Na в каждом растворе, если мембрана проницаема для Na I и непроницаема для белка. (Перенос воды не учитывайте, растворы считайте идеальными.) [c.94]

Гидрофобные мембраны стремятся оттолкнуть молекулы воды группы со средней полярностью (СООН, КНз, ОН, СНО) могут противодействовать тенденции молекул воды к связыванию, что приводит к разрущению групп молекул и способствует увеличению потока воды через мембрану. В гидрофильных мембранах (например, из ацетатов целлюлозы) значительная часть воды находится в связанном состоянии и не замерзает при охлаждении мембраны до — 80 °С. Подвижность этой воды ограничена, чем объясняется особенность поведения воды, находящейся в сольватной оболочке молекул полимера, образующих поры мембраны капиллярная вода легче удаляется из мембраны, чем связанная. Это очень важно для объяснения селективности мембраны, поскольку связанная вода не может сольватировать ионы растворенных солей, а капиллярная в состоянии сольватировать эти ионы и увлекать их через мембрану. Повыщая гидрофильность мембран с учетом особой роли воды как растворителя и проникающего через мембрану компонента раствора, можно увеличить селективность и проницаемость мембран. Повысить гидрофильность полимерных мембран можно путем увеличения числа гидрофильных и снижения числа гидрофобных групп в макромолекулах полимера, из которого получают мембрану. [c.324]

Плазма человеческой 1фови замерзает при -0.56°С. Каково ее осмотическое давление при 37 С, измеренное с помощью мембраны, проницаемой только для воды [c.90]

I - анод 2 - катод 3 - мембрана, проницаемая для ионов 4 - истощенный рассол 5 - вода б - рассол 7 - раствор NaOH [c.484]

Вследствие того, что мембраны обладают ионной полупро ницаемостью (катионитовые мембраны проницаемы для катио нитов, а анионитовые — для анионов), в одних камерах проис ходит опреснение воды, а в других — увеличение концентрацщ солей. Опресненная вода и концентрированный солевой рас твор выводятся из электродиализатора различными потоками Очищаемая вода может подаваться одновременно во все камеры (параллельно),как это показано на рис.38,или последовательно через все камеры двумя потоками (рис. 39). [c.161]

Ниже будут обсуждаться свойства в какой-то степени идеализированной системы. Рассмотрим уже знакомую нам последовательную комбинацию мембран а и 6 и предположим, что между ними находится топкий слой водного раствора, причем наличие этого слоя не оказывает никакого влияния на потоки. Этот слой раствора имеет фиксированный объем и содержит все сорта частиц, по отношению к которым мембрана проницаема, и не проникающий через мембрану фермент. Допустим, что в системе, кроме воды, содержится только один компонент, состоящий из незаряженных частиц. Обозначим это соединение символом g, а присутствующую в системе одно-одноза-рядную соль — символом 8. Если под действием фермента соединение g расщепляется, превращаясь в соль, т. е. если- имеет структуру ХУ, то происходящую реакцию можно представить как [c.473]

В катодной и анодной камерах происходит увеличение концентрации растворенных веществ, а в средней камере происходит частичное снижение концентрации — обессоливание. Производительность такой установки невелика вследствие дополнительного переноса ионов через рабочую камеру. Повысить эффективность работы можно при использовании активных ионитовых мембран. Такие мембраны обладают соответственно свойствами катионита или анионита. Применение активных ионитовых мембран в электродиализе повышает эффективность применения этого процесса для обессоливания воды. На рис. 8 приведена схема трехкамерной электродиа-лизной установки. Катодная камера отделена от камеры обессоливания катионитовой мембраной, анодная камера — анионитовой. Исходная вода подается во все камеры. В процессе работы установки в средней камере происходит обессоливание воды, а в крайних наблюдается повышение концентрации раствора. Осуществление процесса электродиализа с применением ионитовых мембран основано на избирательном (селективном) переносе ионов определенного знака через мембрану. Анионитовая мембрана, несущая положительный заряд фиксированных на матрице катионов, избирательно пропускает только анионы из раствора, отрицательно заряженная катионитовая мембрана проницаема только для катионов. Благодаря селективной проницаемости ионитовых мембран катионы из камеры обессоливания беспрепятственно проходят в катод- [c.89]

Продолжительность пребывания в печи, мин Содержание остаточного растворителя, г/г исходного раствора Проницаемость мембраны для воды, 104 Г/СМ2.С Степень солеза-держания, % [c.181]

Установка для О в. электродиализом представляет собой многокамерный электролизер, в котором смежные камеры разделены тонкими (0,3—0,7 мм) ионитевыми мембранами. В крайних камерах расположены катод, подсоединенный к отрицательному полюсу источника постоянного тока, и анод, подсоединенный к положительному полюсу. Опресняемая вода подводится в четные камеры. Под действием тока катионы солей движутся к катоду, а анионы к аноду. Катионы проходят из четных камер через ка-тионитовые мембраны в нечетные камеры, в которые одновременно из следующей четной камеры через анионитовую мембрану проходят в эквивалентном количестве анионы. Так как катиони-товые мембраны проницаемы только для катионов, а аниоиитовые только для анионов, концентрация солей в нечетных камерах возрастает, а протекающая через четные камеры вода опресняется, асход электроэнергии на опреснение 1000 л воды соленостью 4000 мг л составляет 3—4 квт-ч, на опреснение воды соленостью 10 ООО мг1л — 8—12 пвт-ч. [c.209]

Плотные пленки подвержены изменениям под действием внешних условий, поэтому первоначально отсутствующие пустоты могут возникать при набухании и пластификации. Вследствие этого мембрана (МОжет быть либо плотной, либо пористой — в зависимости от внешних воздействий. Пленки целлюлозы, например, могут быть плотными, когда речь идет о проницаемости воды в виде пара, но могут быть и пористыми, когда используются в качестве барьерного слоя между водными или водоподобными раствора1Ми. Таким же образом в концентрационнозависимом процессе растворенные вещества способны вызвать коллоидные негомогенности в мембране благодаря сильным взаимодейстаиям с мембраной и (или) растворителем. [c.229]

Ионный транспорт на стадиях 1, 4 и 5 лимитируется переносом в диффузионных слоях, граничащих с активным слоем JVleмбpaны. Определение профиля концентрации иона в указанных слоях сводится к решению системы уравнений конвектив-шой электродиффузии ионов в поверхностном слое раствора смешанного электролита. Допустим, что свойства раствора не зависят от концентрации растворенных веществ и определяются их предельными значениями. Этот подход не совсем корректен, но в отдельных случаях позволяет получить общую картину процесса сравнительно простым путем [199]. По этой же причине вместо активностей компонентов в растворе будем использовать их концентрации. Будем считать, что диффузионный слой имеет конечные размеры, а конвективный поток через этот слой направлен по нормали к его поверхности и приблизительно равен проницаемости мембраны по воде (м/с). Постановка такой задачи описана в работе [199] там же приведены уравнения, которые используют для описания профиля изменения концентрации иона в диффузионном слое [c.120]

Рис. 5-8. Зависимость межфазного скачка потенциала Лфт (а), диэлектрической проницаемости воды в порах активного слоя мембраны (б) и скачка pH на границе исходного раствора и мембраны (в) от плотности тока при электроосмофильтрации раствора

При очистке и концентрировании стоков промывных ванн гальванических цехов на двухступенчатой установке (см. рис. 4.23,s) с аппаратами типа фильтр-пресс , заряженными мембранами селективностью 93,5% по Na l, достигается возможность семикратного концентрирования раствора с содержанием хрома 420 мг/л при давлении 35 кгс/см . Фильтрат с содержанием хрома 9,5 мг/л, с расходом 20% подаваемой воды возвращается в технологическую линию. При очистке стоков производства полиамина и изоцианатов, содержащих хлорбензол, а также метанол, формальдегид, полиамин, анилин, NaOH (рН=10) и Na l, через полиуретановые мембраны [проницаемостью до 30л/(м -ч)] по двухступенчатой схеме при давлении до 100 кгс/см достигается полное отделение хлорбензола из исходного раствора с концентрацией 2200 мг/л. [c.119]

Кочаров Р.Г., Дытнерский Ю.И., Захаров С.Л. О проницаемости воды и растворенных веществ через мембраны в процессе обратного осмоса // Мембранная технология — новое направление в науке и технике.-М. 1973.-С. 28-30. [c.28]