Аниониты мембраны

Очистка сточных вод электродиализом основана на разделении под действием электродвижущей силы анионов и катионов. В электродиализаторе имеются анионо- и катионообменные мембраны. Метод широко применяется для опреснения соленых йод. С его помощью очищают сточные воды от соединений фтора и хрома при степени обессоливания 75—80 %, от радиоактивных загрязнений— при снижении активности на 99%. Срок службы мембраны зависит от загрязненности сточных вод взвешенными частицами и составляет 2—5 лет. [c.495]

Анионы раствора не влияют на величину разности электрических потенциалов, так как оии не проникают внутрь стекла. Необходимо отметить еще одну особенность стеклянного электрода. Если по обе стороны тонкой стеклянной мембраны (или пленки) находятся растворы с одинаковой концентрацией то в цепи IV мембранный потенциал должен быть равен нулю. Однако в этом случае всегда наблюдается скачок потенциала, который называется потенциалом асимметрии. Это означает, что на внутренней и внешней поверхностях стеклянного электрода возникают различные по величине потенциалы, что объясняется различием свойств внутренней и внешней поверхностей, возникающим, вероятно, при изготовлении электрода. Поэтому при измерении pH растворов стеклянным электродом необходимо учитывать потенциал асимметрии или определять pH по калибровочной кривой. Для уменьшения потенциала асимметрии стеклянные электроды длительное время выдерживают в воде или в растворе 0,1 и. H I. [c.578]

НО увеличивается в результате введения в поливочный раствор солей, например [49] добавки Mg( 104)2 в раствор ацетата целлюлозы в ацетоне. Установлено, что основная роль добавляемых в поливочные растворы солей заключается в увеличении набухаемости мембраны и, следовательно, содержания в ней воды. Основную функцию при этом выполняют катионы, находящиеся в гидратной форме и стремящиеся соединиться со свободными гидроксильными группами в полимере [56]. Роль анионов вторична они могут уменьшить плотность зарядов катионов путем образования ионных пар в растворе. [c.68]

Ацетатцеллюлозные мембраны не пригодны для этой задачи, так как задерживают примерно в равной степени катионы и анионы. Используя же дисперсные добавки, образующие на пористых подложках положительно или отрицательно заряженный слой, можно добиться соответственно отделения только катионов или анионов. Причем, если ионы многовалентные, то динамические мембраны по селективности почти не уступают ацетатцеллюлозным (табл. И,11). [c.90]

При помещении мембраны в раствор электролита возникает мембранный потенциал. Так как активность данных ионов в растворе и на мембране различна, то проявляется тенденция к и.к выравниванию. В то же время катионы и анионы в растворе и мембране связаны между собой условием электронейтральности, что обусловливает возникновение электрического потенциала на границе фаз, который компенсирует указанную тенденцию каждого вида ионов к диффузии и приводит к установлению равновесия. Условием равновесия является равенство электрохимических потенциалов в фазах [c.174]

Реальная полная мембранная разность потенциалов включает а себя еще диффузионный потенциал диф (внутри мембраны), обусловленный диффузией электролита через мембрану и разной подвижностью катиона и аниона [c.175]

Наличие мембранной разности потенциалов позволяет измерять активности катионов и анионов в растворе. Если по одну сторону мембраны поместить стандартный раствор с активностью ао, а по другую сторону — исследуемый раствор с активностью а , то идеальная мембранная разность потенциалов (при идеальной селективности мембраны) составит [c.175]

Иначе протекает диффузия отдельных ионов через ионитовую мембрану. Для катионитовой мембраны можно пренебречь диффузией анионов. Чтобы через катионитовую мембрану диффундировали катионы, с одной ее стороны должны находиться катионы одной природы, с другой стороны мембраны — другие катионы, т. е. должна быть обеспечена ионообменная диффузия (в соответствии с условием электронейтральности). Таким образом, поток одних ионов в одну сторону должен быть равен потоку других ионов в другую сторону. Рассуждая так же, как и при диффузии неэлектролитов, и учитывая, что Кг = СеК, получим выражение для потока катионов при условии равенства пх концентраций с обеих сторон мембраны [c.241]

На рис. 4 приведена схема электродиализатора. При электродиализе мембраны несут электрический заряд, и может произойти смена ионного состава коллоидной дисперсии, соответственно изменяется и ее pH. Эти изменения обусловлены тем, что электрически заряженные мембраны неодинаково проницаемы для катионов и анионов. Для устранения этого эффекта мембраны, применяемые в электродиализе, могут обрабатываться различными веществами, уменьшающими их собственный заряд. Избирательные свой-сва мембран в некоторых случаях используют и для селективной очистки или для еще большего ускорения электродиализа, когда применяют две мембраны — анодную и катодную, изготовленные из материалов с различными зарядами. [c.16]

В (противоионы) свободно переходят через границу мембрана - раствор, органофильные анионы (активные подвижные центры) задерживаются в мембране, и поэтому анионы Х (коионы) практически не проникают из раствора в мембрану. Соединения АР и ВР могут диссоциировать по реакциям [c.46]

В случае низкой диэлектрической проницаемости растворителя мембраны наблюдается значительная ассоциация катионов А и В" с анионом Я , Электродные свойства таких мембран существенно зависят от подвижности органофильных ионов. Уравнение потенциала мембранного электрода, содержащего компоненты AR и BR, имеет вид [c.47]

В последнее время широкое распространение получили мембраны на основе сульфида серебра, в котором диспергирована тонко измельченная соль серебра или сульфид другого металла. Такие электроды обнаруживают достаточно хорошую обратимость относительно анионов галогенидов, СН, 5СМ катионов С11 , Мембраны, приготовленные из смеси соответствуюшего галогенида серебра обладают меньшим сопротивлением, чем мембраны иа монокристаллов солей серебра, и не обнаруживают заметного фотоэффекта. Нижний предел их применения определяется соответствующими величинами ПР. [c.54]

При установлении мембранного равновесия ионные произведения противоионов по обе стороны мембраны должны быть одинаковыми, т. е. константа ионообменного равновесия должна быть равна единице. Термодинамическим условием равновесия должно быть равенство произведений концентраций катионов и анионов по обе стороны мембраны. Однако вследствие неспособности фиксированного иона ионита проникать в раствор, концентрация ионов, соответствующих по знаку заряда фиксированным ионам, будет разной, причем меньшей в ионите, чем в. растворе. Поэтому поверхность зерен ионита можно рассматривать как мембрану, не проницаемую для фиксированных ионов и проницаемую для обменивающихся ионов. [c.105]

Измерения со стеклянным электродом. Применение стеклянного электрода (тонкостенной стеклянной мембраны) основано на том, что содержащиеся в структуре стекла катионы могут обмениваться с катионами раствора, в то время как составляющие прочный остов анионы стекла в обмене с анионами раствора участвовать не могут. Таким катионом является обыкновенно Ма+ (также Ы+, К+). Катионы Н+ внедряются в стекло при достаточно длительном выдерживании его в растворе соляной кислоты. [c.159]

Пусть растворы электролита различной концентрации разделены пористой перегородкой. Тогда диффузионный потенциал между растворами по обе стороны перегородки определяется уравнением (481), где и+ и представляют собой эффективные значения подвижности ионов в объеме перегородки. Пред-полож им теперь, что эта перегородка является полупроницаемой (мембрана), т. е. через нее могут проходить ионы только одного вида (катионы или анионы). Тогда разность потенциалов равна [c.320]

Полупроницаемая мембрана препятствует диффузии в растворах бинарных электролитов и тем самым их перемешиванию. Катионо- или анионообменные мембраны представляют собой систе мы, в которых анионные (соответственно катионные) груп- [c.320]

Начнем с простого случая, когда мембрана разделяет растворитель и раствор электролита MR, анионы которого не могут проникать через мембрану (рис. 5.13а). [c.237]

Обычно в качестве мембраны используют нерастворимую в воде органическую фазу, введенную в пленку или пластину с пористой или гелевой структурой (например, в пористый тефлон или поливинилхлорид). В этой органической фазе растворен электролит М+К , один из ионов которого, например анион не может переходить в водную фазу. Если этот ион обладает способностью избирательно связывать катион М+, то изготовленная указанным способом мембрана может служить основой селективного к М+ электрода. Обычно мембрана находится в контакте с сосудом, заполненным тем раствором, который введен в пленку или пластину. Это позволяет избежать ошибок, связанных с растворением органической фазы в анализируемом растворе (схема показана на рис. 5.16). [c.244]

Полупроницаемые мембраны отделяют раствор электролита MR с непроникающим через них анионом от растворов электролита МА с разной активностью Если в левое и правое отделения поместить одинаковые электроды сравнения, то разность потенциалов такой цепи будет равна [c.202]

Последнее равенство очевидно, так как в силу сохранения электронейтральности раствора повышенное поступление катионов из капилляров мембраны на катодную сторону должно быть уравновешено задержкой анионов перед капиллярами на этой стороне. На анодной стороне мембраны повышенный расход катионов компенсируется переносом анионов от мембраны к положительному полюсу. Таким образом, на анодной стороне мембраны имеет место общий отрицательный баланс, т. е. понижение концентрации электролита. [c.207]

Для положительно заряженной мембраны, увеличивающей число переноса аниона по сравнению со свободным раствором, или, что то же, уменьшающей число переноса катиона, концентрационные соотношения будут обратные и очевидно [c.208]

Второй метод определения чисел переноса через мембраны основывается на использовании диффузионного потенциала. Диффузионный потенциал возникает, как известно, при соприкосновении двух растворов электролитов различной концентрации, вследствие разной скорости диффузии отдельных ионов разного знака заряда. При диффузии ионов электролита в сторону более разбавленного раствора, если катион обладает большей подвижностью по сравнению с анионом, то более разбавленный раствор приобретает положительный заряд. При большей относительной подвижности аниона более разбавленный раствор получает отрицательный заряд. Величина диффузионного потенциала зависит от соотношения подвижностей катиона и аниона. По Нернсту величина диффузионного потенциала и связана с подвижностью катиона и и аниона V следующим соотношением [c.210]

Расход электроэнергии можно значительно уменьшить, проводя электродиализ в многокамерном аппарате и используя ионитовые мембраны. В таком аппарате между двумя электродами попеременно чередуются большое число катионитовых и анионитовых мембран. При электродиализе во всех четных камерах (независимо от их числа) произойдет очистка раствора, так как анионы легко пройдут через расположенные на их пути анионитовые мембраны, а катионы — через катионитовые. В нечетных камерах, наоборот, произойдет концентрирование ионов растворенных солей, вследствие обратного расположения мембран в этих камерах (рис. 96). [c.230]

При наличии электрохимически активных мембран направление процесса, т. е. уменьшение или увеличение концентрации электролита в средней камере, зависит от соотношений чисел переноса в по>рах анодной и катодной мембран. Если катодная мембрана повышает число переноса катиона по сравнению со свободным раствором, а анодная мембрана повышает число переноса аниона, т. е. (па)1> (иа)о и (мк)п> (пк)о, и так как ( к)1+ ( 01)1= ( к) 11+ ( а) 11= 1, то [c.173]

Сравнительно недавно появились стеклянные электроды, реагирующие на изменение активности не только протонов, noil других катионов, например Na+ или К+. Такие электроды, называемые ионселективными, представляют большой практический интерес. Наряду со стеклянными в качестве ионселек-тивных электродов используют монокристаллы различных не-. органических соединений. Особенно большие успехи достигну-Пы в области создания ионселективных мембран для определе-, ния концентрации анионов. Мембраны изготавливают на инертной основе (например, на силиконовом каучуке) с диспергиро- ванной в ней малорастворимой солью (например, Ag l для измерения концентрации С1 ). [c.317]

Катионные и анионные мембраны различной обменной емкости (до 4 мг-экв/г) были получены прививкой полистирола на облученный полиэтилен низкой плотности и последующим сульфированием или аминиро-ванием [835—837]. Фосфорилирование привитой облученной полиэтиленовой пленки треххлористым фосфором в присутствии хлористого алюминия позволяет повысить обменную емкость до 5,5 мг-экв/г [686, 838]. Анионные мембраны получаются также прививкой винилпи-ридина на полиэтилен и последующим образованием четвертичных соединений. Для этого используется смесь 10% трибутилбромида и 90% нитрометана [441]. [c.329]

Жидкостные электроды. В жидкостных ионселективных электродах возникновение потенциала на границе раздела фаз обусловлено ионным обменом, связанным с различием констант распределения иона между жидкой и органической фазами. Ионная селективность достигается за счет различия в константах распределения, устойчивости комплексов и различной подвижности определяемого и мешающего ионов в фазе мембраны. В качестве электродноактивного соединения в жидкостных ионселективных электродах могут быть использованы хелаты металлов, ионные ассоциаты органических и металлосодержащих катионов ц анионов, комплексы с нейтральными переносчиками. Большое распространение получили пленочные пластифицированные электроды, выпускаемые промышленностью и имеющие соответствующую маркировку, например, ЭМ—СЮ4 01, ЭМ—НОз —01. Чувствительный элемент таких электродов состоит из электродноактивного компонента, поливинилхлорида и растворителя (пластификатора). В лабораторной практике используют аннонселективные электроды, для которых электродноактивным соел,инением являются соли четвертичных аммониевых оснований. [c.121]

Иоиитовая мембрана специфична к диффузии ионов. При диффузионном переносе сильного электролита (с катионом и анионом), его распределение между поверхностью мембраны и объемом раствора должно подчиняться уравнению Доннана (IV. 55) и (III. 137) и тогда для одно-одновалентного электролита имеем [c.240]

А-В константа равновесия реакции В+ + А ХГ В + А. Иа (2.11) следует, что селективность жидкой мембраны зависит от отношения коэффициентов распределения и подвижностей диссоциированных ионов. Следовательнб, селективность при полной диссоциации определяется только природой растворителя и не зависит от природы растворенного органо-фильного аниона. [c.47]

В настоящее время известно довольно большое количество электродов с гомогенными мембранами как с катионной, так и анионной функцией, В качестве мембран используют тонкие пластины кристаллических соещшеняй. Мембраны должны быть механически прочными, химически усто11чивыми и обладать малой растворимостью. Типичным примером гомогенного твердого мембранного электрода является фторид-селективный электрод на основе фторида лантана. Для уменьи ения объемного сопротивпения монокристалла вводят добавки двухзарядного катиона, например ионов Фторидная функция с теоретическим [c.53]

Для определения N0, (2-10 " М) в присутствии многих анионов при их 100-10СГО-кратном молярном избытке рекомендована мембрана на основе тетрадециламмония для определения. С0 (10 - 10 М) с коэффициентом селективности < 10 2 [c.55]

Основное отличие жидких мембран от твердых заключается в том, что они содержат подвижные ионогенные группы. Действие такой мем браны представлено на рис. 38. Однозарядные катионы А+ и В+ (проти-воионы) свободно переходят через границу мембрана/раствор, органо-фильные анионы К- задерживаются в мембране и поэтому анионы (коио-ны) X- практически не проникают из раствора в мембрану. [c.107]

Рассмотрим основные положения теории мембранного равнове сия. Пусть имеется сосуд, разделенный на две части полупроницаемой мембраной, которая способна свободно пропускать ионы электролитов, но задерживает коллоидные частицы. В одной стороне этого сосуда поменген раствор, содержащий электролит Na+ и коллоидный анион R-, задерживаемый мембраной. По другую сторону мембраны в этом же сосуде находится электролит Na l, оба иона которого могут свободно проходить через мембрану. Состав растворов в сосуде в начале процесса можно представить следующей схемой [c.305]

Опыт показывает, что мембраны из целлюлозы и пергамента, а также керамические диафрагмы в растворах электролитов приобретают отрицательный заряд. Некоторые полупроницаемые перегородки, например из дубленой желатины, наоборот, приобретают в растворах электролитов положительный заряд. Экспериментально установлено, что при отрицательном заряде диафрагмы с уменьшением диаметра пор перенос электричества анионами уменьшается и в пределе становится равным нулю. В этих условиях электричество переносится только с помощью катионов. Если же диафрагма заряжена положительно, наблюдается обратное явление. Следует отметить, что при одном и том же диаметре капилляров изменение чисел переноса тем больше, чем выше электрокинетический потедшиал стенок капил-ляров. - + [c.257]

Применяя мембраны, изменяющие числа переноса, т. е. электрохимически активные, можно значительно ускорить процесс электродиализа. ЕсЛи поставить отрицательно заряженную мембрану на катодную сторону трехкамерного диализатора, то такая диафрагма будет увеличивать число переноса катионов, й положительно заряженная мембрана на а юдной стороне будет увеличивать число переноса анионов. Таким образом можно значительно увеличить разницу чисел переноса ионов между днаф2агм,ши. Такие диафрагмы называют идеально электрохимически активными. Разница между числами переноса в этом случае доходит до единицы, н выход по току достигает 100%. [c.258]

Полупроницаемые мембраны отделяют раствор электролита МК с непроникающим через них анионом от растворов электролита МА с разной активностьюЕсли в левое и правое [c.242]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология