Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Сидельковская Ф.П. "Химия N-вннилпирролидона и его полимеров" ()

Райт П. "Полиуретановые эластомеры" (Высокомолекулярная химия)

Сеидов Н.М. "Новые синтетические каучуки на основе этилена и олефинов" (Высокомолекулярная химия)

Поляков А.В "Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза" (Высокомолекулярная химия)

Попова Л.А. "Производство карбамидного утеплителя заливочного типа" (Высокомолекулярная химия)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Физическая химия -> Гельферих Ф. -> "Иониты. Основы ионного обмена" -> 175

Иониты. Основы ионного обмена - Гельферих Ф.

Гельферих Ф. Иониты. Основы ионного обмена — Москва, 1962. — 492 c.
Скачать (прямая ссылка): ionitiosnoviionnogoobmena1962.djvu
Предыдущая << 1 .. 169 170 171 172 173 174 < 175 > 176 177 178 179 180 181 .. 244 >> Следующая

8.6. Аномальный осмос
До сих пор мы рассматривали только диффузию растворенных веществ через мембрану, а диффузию растворителя (конвекцию) не принимали во внимание. Но и с точки зрения проницаемости относительно растворителя ионитовые мембраны представляют значительный интерес, так как в них наблюдаются специфические явления, не свойственные незаряженным мембранам (т. е. мембранам, не содержащим фиксированных ионов).
Рассмотрим мембрану, разделяющую два раствора одного и того же вещества различных концентраций. Пусть на систему не действуют никакие внешние силы (например, разность гидростатических давлений между растворами или внешнее электрическое поле). В этом случае ток растворителя через мембрану называется осмосом.
В неза )яженных мембранах и в мембранах, которые полностью непроницаемы для растворенного вещества, поток растворителя направлен из разбавленного в более концентрированный раствор и по величине пропорционален разности осмотических давлений между этими растворами. Эту разность можно измерить, если сосуд с более концентрированным раствором герметически закрыть и снабдить измерительным капилляром.
Если мембрана обладает ионообменными свойствами и разделяет растворы, содержащие электролиты, то в такой системе может наблюдаться временный аномальный подъем жидкости в капилляре со стороны концентрированного раствора, во много раз превосходящий теоретическое значение (аномальный положительный осмос). Иногда, наоборот, уровень жидкости в капилляре со стороны более разбавленного раствора устанавливается выше, чем в более концентрированном растворе (отрицательный осмос*). Следовательно, здесь поток жидкости вызывается не только разностью осмотических давлений двух растворов, но и другими причинами. Аномальный положительный или отрицательный осмос означает перенос растворителя против градиента его химического потенциала. Необходимая для этого энергия должна поставляться за счет другого процесса, а именно за счет диффузии электролита. Таким образом, аномальный осмос может иметь место только в случае мембран, которые в какой-то степени проницаемы по отношению к растворенному веществу.
* См. работы Шлёгля [104—106], который обобщил также более ранние экспериментальные результаты и теории, а также работы Китагава [39], Томана [129] и Коба-таке [42].
8.6. АНОМАЛЬНЫЙ ОСМОС
351
Количественная теория аномального осмоса была развита Шлёглем, который также критически обсудил более ранние представления [93].
Мы же на основе этой теории рассмотрим явление только качественно.
Движение жидкости вызывается прежде всего градиентом давления. Жидкость в порах ионита не является нейтральной: она несет избыточный заряд, который компенсирует заряд неподвижных фиксированных ионов. И если возникает градиент электрического потенциала, то он действует на жидкость, находящуюся в порах, в качестве дополнительной движущей силы. Таким образом, поток жидкости внутри мембраны вызывается двумя причинами: действием градиента давления и действием электрического поля. .На границе фаз мембрана/раствор предполагается, как и обычно, существование равновесия, т. е. здесь градиенты давления и электрического потенциала взаимно компенсируются, внутри же мембраны этой компенсации не происходит. Разность давлений на границе фаз (давление набухания) у поверхности мембраны, граничащей с более концентрированным раствором, меньше, чем у дгугой поверхности (см. раздел 5.2). Но так как предполагается, что оба раствора находятся под о *ним и тем же гидростатическим давлением, то внутри мембраны должен иметь место градиент давления, а именно давление в поверхностном слое, обращенном к более разбавленному раствору, должно быть больше, чем на другой поверхности мембраны.
Эта разность давлений вызывает непрерывное движение жидкости внутри мембраны по направлению к более концентрированному раствору. Такое явление называется положительным осмосом.
Большие градиенты электрического потенциала, которые с избытком могут компенсировать влияние давления, возникают в том случае, если подвижности противоионов и коионов сильно отличаются друг от друга. Если противоионы значительно подвижнее, то, обгоняя внутри мембраны коионы, они создают пространственный заряд на стороне мембраны, обращенной к более разбавленному раствору. Этот заряд имеет знак заряда противоионов. Пространственный заряд вызывает не только компенсацию ионных потоков, но и движение жидкости, содержащейся в порах и обладающей электрическим зарядом того же знака, что и заряд противоионов; при этом поток жидкости направлен в сторону более концентрированного раствора. Таким образом, разность давлений и электрическое поле действуют в одном направлении и вызывают аномальный положительный осмос. Если коионы значительно подвижнее, чем противоионы, то электрическое поле будет действовать против градиента давления. Если влияние электрического поля окажется преобладающим, то в этом случае будет происходить от р и цате л ь н ы й осмос.
Соотношение между градиентом давления и электрическим полем зависит еще от сопротивления течению жидкости со стороны материала мембраны. Разность давлений сама по себе вызывает перемещение заряженной жидкости и, следовательно, противоположно направленное электрическое поле, которое ослабляет действие давления. Эта противодействующая сила тем больше, чем больше возникающее смещение зарядов, т. е. чем меньше сопротивление течению и чем больше концентрация фиксированных ионов. С другой стороны, она зависит от абсолютных значений ионных подвижностей: чем подвижнее ионы, тем быстрее они могут ликвидировать смещение зарядов.
Предыдущая << 1 .. 169 170 171 172 173 174 < 175 > 176 177 178 179 180 181 .. 244 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама