Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Заболоцкий В.И. -> "Перенос ионов в мембранах" -> 73

Перенос ионов в мембранах - Заболоцкий В.И.

Заболоцкий В.И., Никоненко В.В. Перенос ионов в мембранах — М.: Наука, 1996. — 392 c.
ISBN 5-02-001677-2
Скачать (прямая ссылка): perenosionovvmembranah1996.djvu
Предыдущая << 1 .. 67 68 69 70 71 72 < 73 > 74 75 76 77 78 79 .. 180 >> Следующая

< х.
Таким образом, представление ионнообменника как двухфазной системы, одна
из фаз которой является непроводящей, позволило лишь объяснить факт
уменьшения его проводящих свойств по сравнению с равновесным раствором,
однако не дало возможности описать зависимость этих свойств от
концентрации равновесного раствора. Решение второй задачи оказалось
возможным лишь в рамках моделей с двумя проводящими фазами (см. также
подход Глюкауфа в разделе 4.2.).
4.1.2. Модели с двумя проводящими фазами
Один из подходов к описанию проводимости ионита как гетерогенной системы
заключается в отыскании такого универсального способа расположения
составляющих фаз заданной геометрической формы, чтобы варьируя затем лишь
ограниченное число геометрических параметров, добиваться совпадения с
экспериментом, определяя при этом объемные доли фаз независимым способом.
Существует большое число различных вариантов этого подхода, применяемых
для описания эффективной обобщенной проводимости [7-8]
(электропроводности, диэлектрической проницаемости, диффузионной
проницаемости и др.) в разных областях науки (коллоидная химия, физхимия
и химия композитов, геофизика и др.) и для разных объектов (полимеры,
керамика, стекла и др.). Обзор такого рода работ с акцентом на описание
диэлектрических свойств гетерогенной среды проведен в [29]. Автор этой
работы справедливо замечает, что исследователи, работающие в разных
областях науки, не знают работ друг друга, хотя и используют аналогичные
подходы. Добавим, что даже в достаточно узкой области ионообменных
материалов имеются широкие возможности для выбора той или иной формулы
для расчета эффективной проводимости среды. И проводить такой выбор
следует, разумеется, с учетом того, насколько хорошо данная формула
соответствует экспериментальным данным. Поэтому в данном разделе мы
ограничимся только формулами, прошедшими соответствующую проверку.
Идея одного из вариантов рассматриваемого подхода взята из так называемой
трехпроводной модели [27, 30] протекания электрического тока в
ионообменной колонке. Н.П. Гнусин и В.Д. Гребенюк [10, 31] с успехом
применили эту модель для описания электропроводности ионитов, полагая,
что аналогом гранул ионита в колонке в самом ионите служат гелевые
участки, а аналогом омывающего гранулы раствора являются межгелевые
промежутки (рис. 4.2). Рассчитывая электропроводности единицы объема
ионита (х*) как элемента электрической цепи, изображенной на рис. 4.2,
авторы [10, 31] нашли
* _ Ьсх (4-9)
х = ах н--------hex,
ex -h dx
164
А S
Рис. 4.2. Трехпроводная модель протекания электрического тока через
элемент объема структурно-неоднородного ионита
А - схематичное расположение гелевой фазы (заштрихована) и раствора
относительно направления протекания тока (показано стрелкой); ал-Ьл-с-1,
ел-d-l, a+be=f {f - объемная доля гелевой фазы); Б - эквивалентная
электрическая схема
где а, Ь, с, d, е - геометрические параметры (рис. 4.2), х и х - удельные
электропроводности соответственно гелевой фазы и раствора. Доля тока,
текущего только по межгелевым промежуткам (канал с) оказалась мала, и
впоследствии вместо трехпроводной модели авторы [10, 31-33] использовали
двухпроводную модель, в которой отсутствовал сквозной канал проводимости
по раствору. Двухпроводная модель позволила количественно описать
зависимость удельной электропроводности ионита от концентрации
равновесного раствора (в области разбавленных растворов) и объяснить эту
зависимость качественно. Электропроводность гелевой фазы (х) слабо
меняется с концентрацией раствора (с) и может считаться постоянной, тогда
как проводимость межгелевых промежутков (х) пропорциональна с. В точке
изоэлектропроводности х = х = х*. При уменьшении концентрации
проводимость канала b последовательного соединения гелевых участков и
межгелевых промежутков быстро уменьшается, особенно при приближении с к
нулю, так как проводимость канала в основном определяется его участком с
меньшей электропроводностью. При увеличении концентрации выше точки
изоэлектропроводности проводимость канала b растет, однако не так быстро,
как в области малых концентраций, поскольку меньшей электропроводностью
теперь обладает гелевый участок с постоянным значением х. Соответственно
зависимости проводимости канала b от концентрации ведет себя и элемент
объема ионита в целом. Наличие канала а, образованного только из гелевой
фазы, сглаживает резкий ход зависимости проводимости канала b от
концентрации и обеспечивает ненулевую проводимость ионита при с = 0.
Наребска с соавт. [34, 35] провели анализ различных более сложных
вариантов соединения гелевых участков и межгелевых промежутков, учитывая
при этом включения непроводящей фазы (инертного связующего). На рис. 4.3
приведены пять моделей проводимости ионита с соответствующими
эквивалентными электрическими цепями и уравнениями для расчета удельной
электропроводности. Авторы [34] показали, что объем-
Предыдущая << 1 .. 67 68 69 70 71 72 < 73 > 74 75 76 77 78 79 .. 180 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed