химический каталог




МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ, разность электрический потенциалов между растворами электролитов a и b, разделенных проницаемой мембраной m: Dabj = ja - jb. В частном случае, когда мембрана проницаема только для определенного иона Вzв (zB - зарядовое число), общего для растворов электролитов a и b, МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛп. (иногда его называют потенциалом Нернста) рассчитывают по формуле:


где F-число Фарадея, R-газовая постоянная, Т-абс. температура, aBb, aBa - активности иона В в растворах b и a, DabjB-стандартный потенциал распределения иона В, равный


где m0,bB, m0,aB-стандартные химический потенциалы иона В в растворах b и a соответственно. В такой системе МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛп. не зависит от толщины мембраны и ее структуры, механизма переноса иона и его подвижности.

В общем случае для мембран, проницаемых для одних сортов ионов и не проницаемых для других, при расчете МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛп. требуется введение определенных приближений в зависимости от толщины мембраны, ее состава и строения, а также от механизма переноса. В случае мембран макро-скопич. размера полный МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛп. слагается из трех компонентов: двух граничных потенциалов, локализованных в двойных электрического слоях на границе мембрана-раствор электролитов, и внутримембранного, локализованного в электронейтральном объеме мембраны. Кроме того, при пропускании электрический тока через мембрану внутри нее возникает падение напряжения. Обычно считается, что переход ионов через межфазную границу происходит быстро, так что их распределение равновесно; затруднен только перенос ионов через объем мембраны. Для системы, в которой в фазе a имеется бинарный электролит В+ А-, присутствующий и в мембране, а мембрана содержит ион R с зарядовым числом zR, не проникающий через межфазные границы, граничный потенциал определяется формулой Доннана и называют д о н н а н о в с к и м:


Здесь cmR - концентрация ионов R в мембране, gi- и Рi-коэффициент активности и распределения ионов соответственно, определяемые соотношением


Средняя активность электролита средний коэффициент активности , коэффициент распределения электролита

Т. обр., доннановский потенциал (2) состоит из так называемой потенциала распределения и члена, зависящего от концентрации непроникающего иона R; при малом значении cmR он сводится к потенциалу распределения, а при большом-находится из выражения:


При этом концентрация противоионов А- в мембране перестает зависеть от коэффициент распределения и межфазного потенциала и приближается к предельному значению cmA zRcmR, a одноименно заряженные ионы почти полностью вытесняются из мембраны.

Граничный потенциал может возникнуть в результате реакций комплексообразования или электронообменной реакции между окислит.-восстановит. парами, содержащимися в растворе и в мембране. Если межфазная граница вообще не проницаема для заряженных частиц, граничный потенциал имеет электростатич. природу и возникает в результате адсорбции зарядов и диполей, а также вследствие заряжения границы от внешний источника.

Внутримембранный потенциал имеет кинетическая природу и определяется переносом ионов через толщу мембраны. В простейшем случае при диффузионно-миграц. переносе бинарного электролита возникает так называемой диффузионный потенциал (приближение Планка):


где uА, uB-подвижности ионов в мембране, cmBA(0), cmBA(d)-концентрации электролита в мембране у левой и правой межфазных границ соответственно. В случае биологическое и бислой-ных липидных мембран, толщина которых настолько мала, что в них вообще не реализуется область электронейтральности, для нахождения внутримембранного потенциала используют предположение о постоянстве напряженности электрический поля (приближение Гольдмана):


Т. обр., МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛп. в доннановском случае находят из выражения, слагаемые которого определены формулами (2) и (3) или (2) и (4):


Определение МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ п. представляет интерес для ионометрии, для биологии и медицины в связи с распространенностью мембранных процессов в живых организмах и т.д.

Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
гимнастическое оборудование в махачкале купить
котлы отопления газовые бакси цены
ксения собчак мастер класс
силиконовая защита для гироскутера

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)