Мембрана полупроницаемая

Мощность ПЭ прямого превращения химической энергии в механическую (мускулы животных, ящик Вант-Гоффа) также ограничивается малой скоростью диффузионных процессов через поверхность мускульных волокон или полупроницаемые мембраны. Поэтому плотность потока энергии здесь не должна превысить таковой в топливных элементах. [c.86]

Любая мембрана, удовлетворяющая таким требова-Рис. 26-1. ниям, называется полупроницаемой мембраной. Идеаль--ных полупроницаемых мембран в природе нет, но найдены матер иалы, которые в значительной мере обладают этими свойствами. Например, палладий проницаем для водорода при высоких температурах, в то же время он почти непроницаем для азота и других газов Идеальная полупроницаемая перегородка подобно обратимому процессу является воображаемым устройством, широко используемым в теоретических исследованиях. [c.258]

Путем возможных вариаций объемов фаз можно показать, как это было сделано выше, что для всех фаз, объемы которых не ограничены промежуточными мембранами, давления должны быть одинаковы. Теперь рассмотрим чистую фазу по одну сторону полупроницаемой перегородки и фазу смеси , включающую вещество 1, по другую ее сторону. Поскольку мембрана не препятствует протеканию чистого вещества, то имеются возможные вариации его объема как в сторону роста, так и в сторону уменьшения. С другой стороны, для фазы смеси не существует возможной вариации объема (сквозь мембрану) в направлении его увеличения, хотя изменение объема смеси в сторону его уменьшения возможно. Таким образом, можно показать, что давление фазы смеси не может быть меньше давления чистой фазы. В общем случае оно должно быть большим. [c.259]

Эффективность полупроницаемой мембраны для умягчения воды определяется высокими значениями селективности и водопроницаемости, которые она должна сохранять в течение продолжительного времени работы. Селективность мембраны можно выразить следующим образом [c.492]

Сорбционная модель проницаемости основана на предпосылке, согласно которой на поверхности мембраны и в ее порах адсорбируется слой связанной воды, обладающей пониженной растворяющей способностью. Мембраны будут полупроницаемы, если они хотя бы в поверхностном слое имеют поры, не превышающие по размеру удвоенной толщины слоя связанной жидкости. [c.493]

Установки такого типа могут быть выполнены в виде металлических плит, стягивающих пакеты пластин из пористой бронзы, по обеим сторонам которых расположены полупроницаемые перегородки — мембраны. Соленая вода подается под давлением порядка 10,0 МПа в пространство между двумя мембранами. Пористые бронзовые плиты выдерживают огромное давление и одновременно служат дренирующей системой, через которую проходит пресная вода. [c.575]

I — вода 2 — полупроницаемая мембрана 3 — раствор солей [c.577]

Обратный осмос осуществляют при давлении выше 5 МПа. Существуют четыре гипотезы объясняющие процесс отделения солей от воды при ее фильтровании через полупроницаемые мембраны [c.581]

Ультрафильтрация является частным случаем обратного осмоса и заключается в фильтровании водных растворов органических веществ и коллоидных растворов через более крупнопористые полупроницаемые мембраны с размером пор радиусом более 15 ангстрем. При ультрафильтрации можно рассматривать воду в процессе ее движения через поры, как сплошную среду, при этом выполняется соотношение [c.586]

Понятие обратный осмос показывает обратимость естественного (прямого) осмоса. Последний характеризуется самопроизвольным переходом растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор. Проиллюстрируем процессы прямого и обратного осмоса схемой, приведенной на рис. 5.1. Если чистую воду и водный раствор какого-либо неорганического вещества поместить в два отсека по обе стороны полупроницаемой мембраны, способной пропускать только молекулы Н2О, то в такой системе будет наблюдаться следующее. Из-за разности давлений (концентраций) молекул Н2О в разных отсеках происходит переход молекул воды в объем с их меньшей концентрацией, т.е. в отсек солевого раствора, объем которого постепенно увеличивается, раствор разбавляется, разность давлений уменьшается, тормозя дальнейший перенос молекул Н2О. В состоянии равновесия уровни в обеих частях ячейки не будут изменяться, а установившееся гидростатическое давление определяется как осмотическое давление раствора (рис. 5.1, б). [c.168]

Рис. 5.3. Строение полупроницаемой мембраны

Таким образом, движущей силой осмотического переноса воды через полупроницаемую мембрану является разность концентраций воды в сосудах по обе стороны мембраны. [c.182]

Все изложенные выше гипотезы о механизме опреснения воды фильтрованием через полупроницаемые мембраны нуждаются в дальнейшей проверке, в результате чего должны быть установлены закономерности этого нового процесса опреснения воды. [c.185]

Принципы процесса. Электродиализом называют процесс переноса ионов через полупроницаемую мембрану, помещенную в раствор электролита, при создании в жидкости разности потенциалов по обе стороны от этой мембраны. Путем соответствующего выбора типа мембран и наложения разности потенциалов диссоциирующие вещества могут быть удалены из водных растворов. [c.144]

В случае д необходимо использовать воображаемое устройство, известное под названием полупроницаемой мембраны (гл. 19 в части И), [c.202]

Для поддержания чистоты находящегося по одну сторону мембраны компонента мембрана должна быть такой, чтобы через нее проходили только молекулы данного компонента. Более того, в равновесных условиях, т. е. когда давление чистого компонента бесконечно мало отличается от его парциального давления в смеси, мембрана должна пропускать этп молекулы в обоих направлениях, хотя давление в чистом веществе может быть значительно ниже давления смеси. Устройство описанного типа называется полупроницаемой мембраной, и с первого взгляда может показаться, что таких мембран не существует. Тем не менее известны практические примеры мембран, по своим свойствам близких к полупроницаемым. В качестве примера чаще всего приводится тонкий листок палладия, который при достаточно высокой температуре пропускает только молекулы водорода, в чем непосредственно можно убедиться, рассматривая водородсодержащую смесь газов, отделенную от вакуума палладием. При этом можно наблюдать прекращение потока водорода через палладий по мере того, как в откачанном вначале отсеке давление водорода приближается к парциальному давлению водорода в смеси. При низких давлениях водород по своим свойствам близок к идеальному газу, для которого в кинетической теории газов имеется обоснование (разд. 16.8) закона Дальтона для парциальных давлений, определенных в соответст ВИИ с разд. 16.7. Для веществ, свойства которых отклоняются от свойств идеального газа, и в особенности для жидких смесей, такого теоретического обоснования нет, так что в этом случае пригодность определения парциального давления становится сомнительной. Поэтому в следующем разделе мы дадим этому термину новое определение. [c.342]

Мембранным парциальным давлением р некоторого компонента г смеси различных химических веществ называется давление этого компонента в чистом виде, приведенного в равновесие с данной смесью с помощью полупроницаемой мембраны. [c.344]

Вскоре мы дадим краткое и четкое название термодинамическим характеристикам чистого вещества, находящегося в равновесии с соответствующей смесью по другую сторону полупроницаемой мембраны. Нам понадобится и специальное обозначение, которое напоминало бы о том, что данная величина относится к вполне определенной ситуации. [c.344]

Рассмотрим простую систему, состоящую из двух отдельных фаз А и В, каждая из которых содержит смесь одних и тех же компонентов, хотя и не обязательно в одинаковых пропорциях (рис. 19.2). Допустим далее, что обе эти фазы содержатся в цилиндре под поршнями (см. рисунок) и разделены жесткой перегородкой, в которую вставлена полупроницаемая мембрана, пропускающая только компонент i. При этом фазы А и В будут открытыми. Предположим также, что вся система вначале находится [c.350]

В некотором устойчивом состоянии, так что фазы А и В приведены в равновесие между собой с помощью полупроницаемой мембраны. [c.350]

Полупроницаемая мембрана Эля компонента [c.351]

Теперь представим, что исходно обе смеси содержатся в двух сосудах, которые можно привести в контакт между собой с помощью полупроницаемой мембраны, вставленной в стенки сосудов, эти мембраны проницаемы только для компонента i. Если в соединительной трубке имеется кран, который вначале закрыт, то можно показать, что, поскольку (Д()д > (Дг)в, давление p l) по одну [c.354]

Из этих трех равенств получается следующее соотношение между энтропией смеси и энтропиями чистых компонентов, находящихся в равновесии со смесью через полупроницаемые мембраны [c.394]

Максвелла соотношения 320, 336 Маха число 328 Маятник математический 27 физический 30 Мембрана полупроницаемая 127, 341 Мембранное равновесие 343 Мертвое состояние 223 Моль 264 Мольная доля 267 Молярная масса 264 эквивалентная 270 МПТШ-68 156 [c.478]

Способность мембраны передавать или не передавать энергию и вещества из одной части системы в другую формулируется на языке ее качественных характеристик. Различают мембраны подвижные и неподвижные, гибкие и жесткие, проницаемые для конкретных частиц и непроницаемые. Подвижные мембраны способны изменять свое положение в пространстве, а гибкие — изменять свою площадь и форму. В первом случае изменяются объемы разделяемых частей системы, а во втором — в дополнение к этому может производиться работа изменения величины поверхности мембраны. Если жесткая неподвижная мембрана разделяет два раствора и проницаема ие для всех, а лишь для некоторых из нейтральных компонентов (полупроницаемая мембрана), то такую систему называют осмотической, если же при этом мембрана способна пропускать через себя ионы, то говорят о равновесии Доннана. При подвижных мембранах с ионной проводимостью имеют дело с обычными электрохимическими равновесиями. Частным случаем мембранных равновесий можно считать и гетерогенные равновесия между различными фазами вещества. Роль мембраны в этом случае играет естественная граница раздела соприкасающихся фаз ( поверхностная фаза ) или другая фаза, в равновесии с которой находятся гомогенные части системы. Например, при так называемых изопьестических (изобарических) равновесиях ею может сл) жить общая паровая фаза над жидкими растворами с различающимися концентрациями веществ. [c.129]

Подобным же образом можно интерпретировать и термомеханичоский эффект. Поскольку в этой модели температура какого-либо объема жидкого Не II определяется относительной концентрацией двух жидкостей, изменение этой концентрации проявляется либо как нагрев, либо как охлаждение жидкости. Аномалии теплоемкости гелия, возникающие при испарении конденсата Бозе—Эйннзтейна, соответствуют, по Тисса, тепловой энергии, необходимой для перевода атомов гелия из сверхтекучего в нормальное состояние. Когда одному из двух объемов жидкости, соединенных между собой капилляром, сообщается тепло, температура этого объема повышается, или, другими словами, в нем возрастает относительная концентрация нормальной компоненты. Это вынуждает сверхтекучую компоненту из другого сосуда перетекать по соединительному капилляру для того, чтобы выравнять возникшую разность концентраций (фиг. 20). Течение сверхтекучей части по капилляру не сопровождается диссипацией и происходит без сопротивления, течение же нормальной жидкости подвержено трению, и потому ее поток в достаточно узком капилляре будет пренебрен имо мал. Таким образом, в этом случае должен наблюдаться перенос гелия из холодного сосуда к подогреваемому, что и имеет место в действительности. Этот процесс подобен осмотическому давлению, причем роль полупроницаемой мембраны играет здесь капилляр или трубка, заполненная порошком. Очевидным следствием этого объяснения, принадлежащего Тисса, является предсказание обратного эффекта, состоящего в том, что при продавливании гелия через тонкий капилляр он должен обогащаться сверхтекучей компонентой и температура его должна падать. Следует отметить, что это предсказание действительно предшествовало открытию механокалорического эффекта, о котором шла речь ранее. [c.802]

Пусть концентрация растворителя (рис. 7.3) в растворе (например, водном) равна г,,. Химические потенциалы растворителя в растворе и чистого рас1вори1еля при их соприкосновении, например через полупроницаемую мембрану, дол.жны быть равны. Это требование совместно с требованием одинаковости температур яв.чяется условием равновесия растворителя на поверхности полупроницаемой (т. е. непроницаемой только для растворенного вещества) мембраны. Если давление растворителя по обе стороны мембраны (вверху и внизу) есть и то по условию равновесия ф, (/j+, Т) (р ,, Т) + [c.489]

Принципиальное различие процессов фильтрования и обратного осмоса заключается также в том, что в первом процессе извлекаемые из воды частицы остаются либо на поверхности, либо в объеме фильтрующей среды, которую или периодически меняют (например, патронные и намывные фильтры), или очищают обратной промывкой (например, осветлительные фильтры). В противоположность этому задерживаемые вещества в идеале не должны сорбироваться ни на поверхности, ни в объеме обратноосмотических мембран (образование осадков на мембранах — процесс вторичный и вредный, препятствующий нормальному разделению растворов). Так как сорбция (удерживание) растворенного вещества мембранами практически отсутствует, необходимо постоянное его удаление от поверхности мембран в противном случае у поверхности мембран будет происходить его накапливание, которое сопровождается повышением осмотического давления раствора. В случае идеальной полупроницаемости мембран при достижении осмотическим давлением величины, равной приложенному гид-р-остатическому давлению, движущая сила процесса станет равной нулю, и процесс прохождения растворителя прекратится. При неполном задержании растворенного вещества мембраной-его количество у поверхности увеличится и приведет к увеличению его проникновения в фильтрат. Рост концентрации растворенного вещества у поверхности мембран прекратится в этом случае при достижении равенства солевых потоков, направленных к мембране и от нее. Таким образом, если растворенное вещество от поверхности неидеальной полупроницаемой мембраны не отводится, то процесс продавливания раствора не прекратится, однако, концентрация растворенных веществ в [c.576]

Водные растворы разделяются полупроницаемыми мембранами (табл. 21.5). Основные характеристики отечественных плоских мембран, изготовляемых ВНИИ синтетических смол в соответствии с ТУ 6-05-221-322-77 Мембраны Владипор типа МГА , представлены в табл. 21.5. [c.580]

Исследованиями многих авторов показана несостоятельность, в некоторых случаях ультрафильтрадионной и диффузионной теорий. Большинство экспериментальных данных свидетельствует о капиллярном течении жидкостей в набухающих мембранах. Селективность таких мембран объясняется особыми свойствами жидкостей в капиллярах. Капиллярная модель полупроницаемой мембраны хорошо объясняет снижение селективности с ростом концентрации раствора, а также изменение задерж иваюш,ей способности ацетатцеллюлозных мембран в водных растворах. [c.582]

Широкое распространение в практике получили аппараты рулонного типа. Они представляют собой трубу диаметром 7. ... .. 20 см и длиной 1. .. 9 м, в которую выставлены рулонные фильтрующие элементы (РФЭ). Наибольшее применение находят РФЭ конструкции фирмы Галф Дженерал Атомик (США). Эти элементы изготовляют накручиванием вокруг центральной водоотводящей трубки со щелями полупроницаемых мембран, разделенных дренажными устройствами и турбулизаторами-разделителями. В процессе накручивания материалы, образующие мембранные пакеты, пропитывают клеевой композицией так, что получаются напорные и дренажные полости, отделенные друг от друга. РФЭ устанавливают в аппарат так, что об рабатываемая вода движется вдоль образующих РФЭ и покидает аппарат в виде концентрата. Часть обрабатываемой воды фильтруется через мембраны, движется по спиралевидным каналам к центру РФЭ и по водоотводящей трубке отводится из аппарата. Для обеспечения последовательного движения соленой воды через все РФЭ между РФЭ и корпусом аппарата вставляют уплотнительные кольца. [c.584]

Эффективность технологии обратного осмоса определяется свойствами полупроницаемых мембран, которые должны характеризоваться высокими разделяющей способностью (солезадержанием) и удельной проницаемостью, быть химически стойкими и механически прочными, иметь низкую стоимость и достаточный (до 5 лет) срок службы без ухудшения технологических показателей. Этим требованиям удовлетворяют полимерные мембраны, изготовляемые из ацетилцеллюлозы или из ароматических полиамидов. Последние [c.170]

Помимо указанных разрабатывается еще ряд методов, либо не давших положительных результатов (воздействием магнитного и гравитационного полей для отделения солей, давления для снижения их растворимости в воде, ультразвуковых колебаний), либо находящихся еще в стадии теоретических расчетов или лабораторных экспериментов (использование разности температур на поверхности и в глубине океанов, на уров не поверхности земли и на высоте использо1вание давления в глубине океанов для гиперфильтрации воды через полупроницаемые мембраны комбинированные методы замораживания или гидратообразования и испарения с использованием пара легкокипящих жидкостей для получения энергии и др.). Эти методы в настоящей книге не пассматриваются. [c.12]

Метод опреснения воды гиперфильтрацией основан на фильтровании соленой воды через полупроницаемые мембраны, пропускающие воду, но задерживающие гидратированные ионы растворенных в воде солей. За этим методом в литературе пока еще твердо не закрепилось определенного названия. В зарубежной литературе метод чаще всего называют обращенный осмос (reverse osmosis). [c.182]

В последнее время для очистки сточных вод от растворенных примесей получает развитие метод обратного осмоса (гипер-фильтрация). Метод основан на отделении (отфильтровывании) воды из раствора через полупроницаемые мембраны под воздействием давления, превыщающего осмотическое. Для этого используют ацетатцеллюлозные мембраны различной производительности по воде и селективности по растворенным веществам. Процесс осуществляется при температуре окружающей среды без фазовых превращений. Метод применим для очистки воды от высококонцентрированных органических и минеральных загрязнений, находящихся в воде в растворенном состоянии. Этим методом можно разделять растворы термически нестойких веществ, для которых применение других методов, например дистилляции, не дает эффекта. [c.156]

Следует заметить, что, хотя нам и известны некоторые устройства, приближающиеся по своим свойствам к полупроницаемым мембранам относительно определенных химических веществ, у нас нет уверенности в том, что мы сможем найти полупроницаемые мембраны для каждого из бесчисленного множества веществ, существующих в физическом мире. Тем не менее мы будем постулировать существование полупроницаемой мембраны для каждого химического вещества. Кроме того, в состоянии мембранного равновесия будет постулироваться обратимость переноса вещества через мембрану. Таким образом, понятие о полупроницаемой мембране является термотопическим , но вполне приемлемым в свете наших знаний о некоторых физических явлениях. [c.343]

Отметим, между прочим, что понятие о термотопическом прохождении через полупроницаемую мембрану позволяет нам в принципе осуществить последовательность устойчивых состояний в химически чистом веществе, которое остается в таком виде, несмотря на свою тенденцию к диссоциации. Такая возможность обеспечивается наличием равновесия этого вещества со смесью, находящейся по другую сторону мембраны. Если же мы зададимся вопросом, как можно сначала получить данное вещество в чистом виде, то нам достаточно представить себе, что это достигается путем перевода соответствующего вещества через полупроницаемую мембрану в цилиндр, ограниченный медленно извлекаемым поршнем, начальное положение которого соответствует нулевому объему. [c.343]

Ранее мы уже рассмотрели давление чистого компонента, находящегося в таких условиях. Это давление получило название мембранного парциального давления p l компонента г, причем штрих должен напоминать о том, что это давление компонента г, приведенного в равновесие со смесью с помощью полупроницаемой мембраны. Такими же обозначениями мы будем пользоваться применительно к другим термодинамическим характеристикам, например и, f, g, h, S я V. Так, молярную функцию Гиббса чистого компонента i, находящегося в равновесии с соответствующей смесью по другую сторону полупроницаемой мембраны, мы назовем мембранной молярной функцией Г иббса и обозначим ее символом g[. [c.344]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...