Катиониты мембраны

Для полупроницаемой мембраны уравнение (482) является условием равновесия для ионов, обменивающихся с мембраной. Ионы того же знака, что и противоионы, накапливаются в мембране, так как она имеет небольшой избыточный заряд того же знака, что и связанные ионы, и принимает соответствующий потенциал относительно раствора. Если противоионы являются катионами (мембрана заряжена отрицательно), то [c.321]

Электрический ток, проходя в поперечном направлении через ячейки, вызывает движение анионов к аноду, а катионов к катоду. Анионные и катионные мембраны концентрируют соответствующие ионы в ячейках из которых продукты удаляются потоком жидкости А. Поток, питающий аппарат, поступает в ячейки 2, откуда он выходит освобожденный от части растворенных в нем низкомолекулярных веществ. [c.513]

На ультрафильтрацию и диализ влияет заряд фильтров i. Почти все фильтры заряжены электроотрицательно поэтому электроположительные золи не проходят или проходят с трудом,, электроотрицательные же золи проходят легче. В порах фильтра происходят взаимная разрядка, коагуляция и закупоривание пор, после чего проницаемость фильтра сильно уменьшается. Мембраны, заряженные отрицательно, лучше проницаемы для катионов мембраны, заряженные положительно, лучше проницаемы для анионов. Такое влияние на ионы оказывают лишь очень плотные мембраны (Михаэлис). [c.315]

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]

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]

Мембрана Растворенное вещество Давление Я, МПа (КГС/СМ2) проницаемость 0, л/(м2-ч) селективность по катиону ф, % [c.90]

Влияние концентрации на селективность ацетатцеллюлозной мембраны при очень низких концентрациях растворенного вещества представлено на рис. IV-18 [160]. Исследовалось задержание микроколичеств (10 —10- г-экв/л) радиоизотопов, которые были введены в растворы хлоридов и нитратов Na, s, Со, Sr, Al, Fe, имевших концентрацию от 10 до 10- г-экв/л. Растворителем служила особо чистая вода, удельное сопротивление которой составляло 3—4 Мом-см. Селективность фл рассчитывали, исходя из величин удельной радиоактивности разделяемого раствора и фильтрата. Из рис. IV-18, а видно хорошее совпадение значений селективности как по соли в целом (измерение электропроводности растворов), так и по катиону (измерение радиоактивности растворов). Характер изменения селективности по микрокомпоненту близок к характеру изменения ф по макрокомпоненту. Из [c.189]

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]

Все эти примеры служат иллюстрацией пассивного, но стереоселективного переноса, когда органические модельные системы осуществляют асимметричное узнавание. Однако можно провести аналогию между этими результатами и процессом опосредованного переноса через биологические мембраны. Все липидные мембраны практически непроницаемы для внутриклеточных белков и высокозаряженных органических и неорганических ионов, находящихся с обеих сторон мембраны. Диффузия Na+ через клеточную мембрану из клетки и К+ в клетку происходит в направлении отрицательного градиента химического потенциала и называется пассивным переносом. Пассивный перенос ионов через мембраны может быть вызван ионофорами [см. разд. 5.1.3]. К счастью, концентрации катионов по обе стороны мембраны различные, и такое состояние поддерживается активным переносом, который зависит от метаболической энергии. Механизм этого процесса известен под названием натриевый насос, функция которого сводится к поддержанию высокой внутриклеточной концентрации К+ и низкой концентрации Na+. Кальций, по-внднмому, также активно выводится из клеток. В этих случаях энергия для переноса обеспечивается за счет гидролиза АТР. Однако диффузия сахаров и аминокислот к важнейшим клеточным объектам — пример простого опосредованного пассивного переноса. [c.282]

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 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]

Электроны во внешней и катионы во внутренней цепи движутся от М1 к М2 Вертикальными черточками обозначена мембрана или электролитический мостик. [c.131]

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]

В результате перехода некоторой части катионов М+ через мембрану образуются противоположно заряженные диффузионные слои по обе стороны мембраны и возникает разность потенциалов (рмБ, называемая мембранным потенциалом. [c.237]

Скачок потенциала на внутренней поверхности стеклянной мембраны имеет постоянную величину, а на внешней меняется в зависимости от активности ионов Н+. Сама стеклянная мембрана способна проводить ток. Переносчиками зарядов являются катионы. [c.241]

Рассмотрим теперь случай, когда два катиона распределяются в системе, представленной на рис. 5.15, т. е. когда жидкостная (или твердая) ионообменная мембрана разделяет два раствора, содержаш,ие соли двух катионов. [c.243]

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]

Если в результате диссоциации ионогенных групп образуются свободные катионы — мембрана называется катионообменной, если образуются анионы — анионообменной. [c.9]

Для удаления воды из электролита может быть использован также регенератор осмотического типа. Данный способ регенерации кислого электролита использован в ЭХГ мощностью 2 кВт на основе ТЭ с ионообыеи-ными мембранами фирмы Томсон Рамо Вулдридж (США). В осмотическом устройстве использована катионная мембрана. Во время ЮО-ч испытаний устройства от 6 н. Н2504 отделялась вода (pH 5) со скоростью 0,9 кг/ч. [c.215]

Элементарная теория селективно проницаемых мембран и их электрохимических свойств впервые была широко разработана Теореллом, а также Мейером и Си-версом. Многочисленные исследователи развивали эту теорию и проверяли ее главным образом на мембранах ограниченной емкости, выдержанных в разбавленных растворах электролитов. Согласно этой теории, свойства селективной проницаемости некоторых естественных и искусственных мембран могут быть объяснены наличием в фазе мембраны заряженных групп, непрочно связанных с фиксированными группами противоположного заряда. Если фиксированные группы являются анионами, а подвижные группы, или противоионы, — катионами, мембрана при наложении градиента электрического потенциала будет преимущественно проницаема для катионов, тогда как фиксированные катионные и подвижные анионные группы сделают мембрану проницаемой для анионов. Если селективно проницаемая мембрана, например катионообменная мембрана, будет приведена в соприкосновение с раствором бинарного электролита, такого, как хлористый калий, через определенное время установится доннановское равновесие, при условии, что мембрана по крайней мере слегка проницаема для растворителя. Чтобы удовлетворить условиям этого равновесия, в мембрану должно войти неодинаковое количество двух противоположно заряженных ионов, а именно [c.148]

Гомогенные мембраны. Их изготовляют из непрерывной гомогенной пленки, в которой имеется активная группа (анионная или катионная). Мембраны могут быть армированы или неармированы. Примером неармированной гомогенной мембраны является мембрана, изготовляемая фирмой АМР Ко путем сополимеризации стирола с полиэтиленовой пленкой. Другим методом изготовления гомогенной мембраны является сульфохлорирование полиэтиленовой пленки [2, 3]. По этому методу активная группа ЗОгС вводится в полиэтиленовую пленку. Катионитовая мембрана получается в результате гидролиза, а анионитовая — в результате аминирования и образования четвертичных групп. Для улучшения механических свойств мембран в полимеры добавляют пластификатор. На этом методе основано производство мембран Айо-никс [4]. Используется также раствор сульфохлорированного полиэтилена с последующим нанесением его на сетку или ткань. Таким образом изготовляют армированные мембраны Негинст [5]. [c.15]

Исследованы также электролитические методы осаждения. Электролиз карбонатного раствора приводит к образованию ионов гидроксила, которые затем осаждают нерастворимые полиуранаты. Восстановление урана (VI) до четырехвалентного состояния может быть проведено электрохимически на ртутном катоде в разделенной ячейке. Здесь для предотвращения повторного окисления необходима диафрагма. Весьма эффективна диафрагма типа катионной мембраны, поскольку восстановленные компоненты присутствуют в виде анионных комплексов и пе могут мигрировать через диафрагму. При повышенных температурах (80° С) эффективность восстановления увеличивается. Были исследованы катоды из других материалов, однако результаты экспериментов с платиновыми, медными и графитовыми электродами не убедительны и здесь не обсуждаются. Мак-Клейн, Буллуинкел и Хаггинс [25] представили содержательное описание достижений в области электрохимического выделения урана из щелочных растворов. [c.133]

Коэффициенты разделения для некоторых катионов (мембрана нептон СК-51) [c.159]

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]

Из уравнения (IV. 112) следует, что поток катионов через катио-нитовую мембрану тем больше, чем больше емкость мембраны Са и ее сродство (К) к данному иону. Таким образом, иоиитовая мембрана препятствует дпффузии электролитов, но пропускает соответствующие ионы. [c.241]

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]

Известны катионо-и анионоселективные жидкие мембраны и мембраны на основе так называемых нейтральных переносчиков . [c.105]

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]

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]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология