Метод ионного обмена реферат
Обновлено: 05.07.2024
Накипь и отложения солей на бытовой технике (например, в чайниках), белые хлопья в воде, пленка на чае и т.д. - все это показатели жесткой воды. Использование такой воды для хозяйственных целей вызывает ряд неудобств. Например, увеличивается расход мыла при стирке, медленно развариваются мясо и овощи, уменьшается срок службы бытовой техники. В настоящее время известна взаимосвязь жесткости воды и образования камней в почках. Жесткость питьевой воды по действующим стандартам должна быть не выше 7 мг-экв/л, и лишь в особых случаях допускается до 10 мг-экв/л. Для производственных целей использование жесткой воды недопустимо.
Общая жесткость воды - это совокупность свойств, обусловленных содержанием в ней ионов кальция и магния. Если концентрация этих ионов велика, то воду называют жесткой, если мала - мягкой. При большом содержании ионов магния, вода горьковата на вкус и оказывает послабляющее действие на кишечник. Различают карбонатную и некарбонатную жесткость. Карбонатная жесткость вызвана присутствием растворенных гидрокарбонатов кальция Ca(HCO3)2 и магния Mg(HCO3)2. При кипячении гидрокарбонаты разрушаются с образованием осадков малорастворимых карбонатов CaCO3, т.о. жесткость уменьшается, поэтому карбонатную жесткость называют временной. Т.о., при кипячении ионы Mg2+ и Ca2+ осаждаются в виде карбонатов. Например: Жесткость, сохраняющаяся после кипячения воды, называется постоянной или некарбонатной. Она обусловлена растворенными в воде кальциевыми и магниевыми солями сильных кислот (сульфатами и хлоридами). Жесткую воду перед употреблением умягчают.
Первый способ - реагентный. Т.е., добавление гашеной извести и соды Na2CO3 (известковый способ), добавление полифосфатов.
Второй способ - применение катионитов, т.е., синтетических ионообменных смол (фильтрование).
Ионообменные смолы
Это вещества, способные к ионному обмену при контакте с растворами электролитов. Ионообменная очистка позволяет извлекать и утилизировать широкий спектр загрязняющих веществ: тяжелые металлы, хром, нитраты и нитриты, ПАВ, цианистые соединения, радиоактивные вещества, а также умягчает и обезжелезивает воду. При этом достигается высокая степень очистки (до уровня ПДК). Кроме того иониты используются для обессоливания воды в процессе водоподготовки. Неорганические и органические иониты могут быть природными (например: цеолиты, целлюлоза, торф, древесина) и синтетическими (силикагель, сульфазол и наиболее важные ионообменные смолы).По знаку заряда обменивающихся ионов все иониты делятся на катиониты, проявляющие кислотные свойства и аниониты, обладающие основными свойствами. В зависимости от степени диссоциации ионообменные смолы могут быть сильными и слабыми. В зависимости от рода ионов, которые связаны с активными группами ионита, различают следующие его форму: для катионитов - водородную форму (H - форма) и солевую форму, когда активные группы связаны с ионами металлов (например, Na - форму, NH4 - форму), для анионитов OH - форму, Cl - форму и др.Способность ионита к полному обмену характеризуется обменной емкостью, которая равна числу его активных групп, принимающих участие в обмене. Для количественной характеристики ионообменных свойств ионитов обычно определяют их динамическую и иногда полную (общую) обменную емкость (статическую).Основные требования к ионитам, используемым для очистки воды: высокая обменная емкость, высокая скорость ионного обмена, достаточная устойчивость по отношению к кислотам, щелочам, окислителям и восстановителям, нерастворимость в воде, органических растворителях и растворах электролитов и ограниченная набухаемость. В Водоподготовке в бытовых условиях часто используются сильнокислотные катиониты отечественных и импортных производителей преимущественно для умягчения и обезжелезивания воды. Пример: Состав катионита можно выразить формулой Na2R, где Na+ - весьма подвижный катион. Если пропускать жесткую воду через слои катионита, то ионы натрия обмениваются на ионы кальция и магния:
Ca 2+ + Na2R = 2Na + + CaR
Mg 2+ + Na2R = 2Na + + MgR
Таким образом ионы Ca2+ и Mg2+ переходят из раствора в катионит, а ионы Na+ - из катионита в раствор, и жесткость устраняется. После обеднения катионита ионами Na+ катиониты обычно регенерируют. Их выдерживают в растворе NaCl, где происходит обратное замещение - ионы Na+ переходят в катионит, а ионы Ca2+ и Mg2+ - в раствор:
CaR + 2Na + = Na2R + Ca 2+
MgR + 2Na + = Na2R + Mg 2+
После этого регенерированный катионит может быть использован для смягчения новых порций жесткой воды. Аналогично и для анионитов. На степень регенерации влияет тип ионита, состав насыщенного слоя, природа, концентрация и раствор регенерирующего вещества, температура, время контакта и расход реагентов. Восстановление обменной емкости при регенерации обычно составляет 60 - 100 %. В данной таблице приведены основные катионы металлов, вызывающие жесткость, и главные анионы, с которыми они ассоциируются.
| Катионы | Анионы |
| Кальций (Ca2+) | Гидрокарбонат (HCO3-) |
| Магний (Mg2+) | Сульфат (SO42-) |
| Стронций (Sr2+) | Хлорид (Cl-) |
| Железо (Fe2+) | Нитрат (NO3-) |
| Марганец (Mn2+) | Силикат (SiO32-) |
На практике стронций, железо и марганец оказывают на жесткость столь небольшое влияние, что ими, как правило, пренебрегают. Алюминий (Al3+) и трехвалентное железо (Fe3+) также влияют на жесткость, но при уровнях рН, встречающихся в природных водах, их растворимость и, соответственно, "вклад" в жесткость ничтожно малы. Аналогично, не учитывается и незначительное влияние бария (Ва2+).
Виды жесткости
Общая жесткость. Определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости. Карбонатная жесткость. Обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов и карбонатов (при рН>8.3) кальция и магния. Данный тип жесткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью. При нагреве воды гидрокарбонаты распадаются с образованием угольной кислоты и выпадением в осадок карбоната кальция и гидроксида магния.
Некарбонатная жесткость. Обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот (серной, азотной, соляной) и при кипячении не устраняется (постоянная жесткость).
Единицы измерения
В мировой практике используется несколько единиц измерения жесткости, все они определенным образом соотносятся друг с другом. В России Госстандартом в качестве единицы жесткости воды установлен моль на кубический метр (моль/м3).
Один моль на кубический метр соответствует массовой концентрации эквивалентов ионов кальция (1/2 Ca2+) 20.04 г/м3 и ионов магния (1/2Mg2+) 12.153 г/м3. Числовое значение жесткости, выраженное в молях на кубический метр равно числовому значению жесткости, выраженному в миллиграмм-эквивалентах на литр (или кубический дециметр), т.е. 1моль/м3=1ммоль/л=1мг-экв/л=1мг-экв/дм3.
Кроме этого в зарубежных странах широко используются такие единицы жесткости, как немецкий градус (do, dH), французский градус (fo), американский градус, ppm CaCO3.
| Единицы жесткости воды | ||||
| Моль/м3 (мг-экв/л) | Немецкий градус, do | Французский градус, fo | Американский градус | ppm мг/дм3 СаСО3 |
| 1.000 | 2.804 | 5.005 | 50.050 | 50.050 |
Соотношение этих единиц жесткости представлено в следующей таблице:
Один немецкий градус соответствует 10 мг/дм3 СаО или 17.86 мг/дм3 СаСО3 в воде.
Один французский градус соответствует 10 мг/дм3 СаСО3 в воде.
Один американский градус соответствует 1 мг/дм3 СаСО3 в воде.
Происхождение жесткости
Ионы кальция (Ca2+) и магния (Mg2+), а также других щелочноземельных металлов, обуславливающих жесткость, присутствуют во всех минерализованных водах. Их источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы кальция и магния поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов могут служить также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.
Жесткость воды колеблется в широких пределах и существует множество типов классификаций воды по степени ее жесткости.
Обычно в маломинерализованных водах преобладает (до 70%-80%) жесткость, обусловленная ионами кальция (хотя в отдельных редких случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%). С увеличением степени минерализации воды содержание ионов кальция (Са2+) быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния (Mg2+) в высокоминерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых озерах - десятков граммов на один литр воды
В целом, жесткость поверхностных вод, как правило, меньше жесткости вод подземных. Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья, когда обильно разбавляется мягкой дождевой и талой водой. Морская и океанская вода имеют очень высокую жесткость (десятки и сотни мг-экв/дм3)
Влияние жесткости
С точки зрения применения воды для питьевых нужд, ее приемлемость по степени жесткости может существенно варьироваться в зависимости от местных условий. Порог вкуса для иона кальция лежит (в пересчете на мг-эквивалент) в диапазоне 2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния и того ниже. В некоторых случаях для потребителей приемлема вода с жесткостью выше 10 мг-экв/л. Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения.
Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой величины жесткости по показаниям влияния на здоровье. В материалах ВОЗ говорится о том, что хотя ряд исследований и выявил статистически обратную зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеющиеся данные не достаточны для вывода о причинном характере этой связи. Аналогичным образом, однозначно не доказано, что мягкая вода оказывает отрицательный эффект на баланс минеральных веществ в организме человека
Вместе с тем, в зависимости от рН и щелочности, вода с жесткостью выше 4 мг-экв/л может вызвать в распределительной системе отложение шлаков и накипи (карбоната кальция), особенно при нагревании. Именно поэтому нормами Котлонадзора вводятся очень жесткие требования к величине жесткости воды, используемой для питания котлов (0.05-0.1 мг-экв/л
Кроме того, при взаимодействии солей жесткости с моющими веществами (мыло, стиральные порошки, шампуни) происходит образование "мыльных шлаков" в виде пены. Это приводит не только к значительному перерасходу моющих средств. Такая пена после высыхания остается в виде налета на сантехнике, белье, человеческой коже, на волосах (неприятное чувство "жестких" волос хорошо известное многим). Главным отрицательным воздействием этих шлаков на человека является то, что они разрушают естественную жировую пленку, которой всегда покрыта нормальная кожа и забивают ее поры. Признаком такого негативного воздействия является характерный "скрип" чисто вымытой кожи или волос. Оказывается, что вызывающее у некоторых раздражение чувство "мылкости" после пользования мягкой водой является признаком того, что защитная жировая пленка на коже цела и невредима. Именно она и скользит. В противном случае, приходится тратиться на лосьоны, умягчающие и увлажняющие кремы и прочие хитрости для восстановления той защиты кожи, которой нас и так природа. Вместе с тем, необходимо упомянуть и о другой стороне медали. Мягкая вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость (щелочность) и может, в зависимости от уровня рН и ряда других факторов, оказывать повышенное коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Поэтому, в ряде применений (особенно в теплотехнике) иногда приходится проводить специальную обработку воды с целью достижения оптимального соотношения между жесткостью воды и ее коррозионной активностью.
Экспериментальная часть
Адсорбционные процессы, включающие в себя как процессы чисто включающий в себя физические, так и процессы, ведущие к образованию новых химических веществ весьма разнообразны. К ним относятся и процессы ионообменной хроматографии, протекающие между ионитом и растворами электролита.
Благодаря своей универсальность и гибкости эти процессы нашли широкое применение в аналитической химии, пищевой и гидрометаллургической промышленности, в теплоэнергетике, водоподготовке и во многих других областях науки и техники, и в настоящее время вытесняют из производственной практики другие методы сорбции 1. Несмотря на большой ассортимент промышленных ионитов, большинство из них, особенно, поликонденсационного типа отличаются такими низкими показателями, как низкая скорость сорбции, малая устойчивость к термическим, химическим воздействиям и др. Это ограничивает возможности и сферы их применения [4,5].
Нами получен новый монофункциональный сульфокатионит на основе взаимодействия стирола с доступным и дешевым отходом сельскохозяйственной и хлопкоочистительной промышленности.
После сульфирования стирольно-фурфурольного полимера, полученный катионит переводили в Н-форму и определяли его основные физико-химические и сорбционные свойства. Для установления функциональности и степени их диссоциации была снята кривая потенциометрического титрования (рис.1), которую снимали методом отдельных навесок катионита в Н-форме, путем контактирования раствора хлористого натрия и едкого натрия (Сисх=0.1N раствор) по методике [8].
Рис.1. Кривая потенциометрического титрования.
Кажущаяся константа диссоциации (рКн) ионогенных групп катионита, найденная из кривой титрования по методике [8] равна рКн=1.8–2.2. Значение рКн кажущейся константы диссоциации также свидетельствует, что полученный катионит относится к группе сильнокислотных ионитов.
Присутствие SO3H-групп в структуре полученного катионита подтверждают ИК-спектры поглощения сульфированного полимера. Так SO3H-группы в спектре сульфированного полимера характеризуются полосой поглощения в области 1200 см-1, что согласуется с литературными данными [9] Исследование сорбционной способности сульфокатионита к ионам кальция, магния, меди, никеля проводили из 0.1N растворов СаСl2, MgCl2, CuSO4 и NiSO4. Поглощение кальция и магния определяли трилонометрически, меди йодометрически, никеля фотоколориметри-чески [10,11]. Согласно литературным данным, полимеры и ионообменники, полученные на основе производных фурана отличаются повышенной термо-химостойкостью и механической прочностью [5,6]. Основные свойства полученного сульфокатионита представлены в таблице 1.
Основные физико-химические показатели полученного сульфокатионита
Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
- аналитическая химия в 2 книгах. книга 1. химические методы анализа
Метод ионного обмена ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )
Для концентрирования методом ионного обмена предназначены ионообменные смолы (иониты). Одни из них поглощают из раствора катионы и называются катионитами, другие сорбируют анионы (аниониты) .
Катиониты содержат активные функциональные группы —S03H, —СООН, которые прочно связаны с матрицей смолы. Подвижными (обменными) остаются только ионы водорода этих групп (Н-форма катионита) или заместившие их катионы (солевая форма).
Обменные ионы анионитов — гидроксид-ионы RNH3—ОНили заместившие их анионы (солевая форма).
Из смол отечественного производства чаще всего применяют катиониты КУ-1, КУ-2, КУ-23, аниониты АН-2Ф, ЭДЭ-10П, АВ-16, АВ-17.
Ионный обмен подчиняется закону действующих масс и происходит в эквивалентных количествах. Схема катионного обмена:
где R- — нерастворимая органическая матрица смолы; Ме п + — катион, присутствующий в растворе (Na + , Са 2+ , А1 3+ ).
Схема анионного обмена:
где R + — нерастворимая органическая матрица анионита; А п ~ — анион, присутствующий в растворе (Cl - , SO^ _ , РО^-и др.) (9, "https://referat.bookap.info").
Ионный обмен широко применяется для концентрирования катионов и анионов из разбавленных растворов. Для концентрирования катионов исследуемый разбавленный раствор (несколько литров) пропускают через слой катионита, сорбирующего все катионы. Затем вытесняют их из катионита как можно меньшим объемом хлороводородной кислоты (несколько миллилитров). Таким образом, удается повысить концентрацию определяемых ионов в десятки и сотни раз.
Ионный обмен наряду с другими методами (экстракция, дистилляция, электролиз, зонная плавка) очень распространен в техническом анализе для концентрирования примесей перед определением их в сверхчистых материалах. Это позволяет повысить чувствительность многих методов анализа (электрохимических, спектральных).
Концентрирование ионов в статических условиях несложно: переносят 2—3 мл раствора в фарфоровый тигель, прибавляют 35—40 набухших зерен катионита (КУ-2, КУ-1 или КУ-23) в виде двух капель суспензии для концентрирования катионов; для извлечения анионов — такое же количество зерен анионита (АВ-17, АВ-16 или ЭДЭ-10П). Перемешивают содержимое тигля стеклянной палочкой в течение 5 мин, сливают жидкость. Зерна ионита, адсорбировавшие обнаруживаемые ионы, помещают в каплю реактива и фиксируют форму и цвет образовавшихся кристаллов. Этот метод позволяет повысить чувствительность многих реакций в десятки раз (табл. 3.1).
Значительное количество протекающих в природе и осуществляемых на практике процессов являются ионообменными. Ионный обмен лежит в основе миграции элементов в почвах и организме животных и растений. В промышленности его применяют для разделения и получения веществ, обессоливания воды, очистки сточных вод, концентрирования растворов и др. Обмен ионами может происходить как в гомогенном растворе, так и в гетерогенной системе. В данном случае под ионным обменом понимают гетерогенный процесс, посредством которого осуществляется обмен между ионами, находящимися в растворе и в твердой фазе, называемой ионитом или ионообменником. Ионит сорбирует ионы из раствора и взамен отдает в раствор ионы, входящие в его структуру.
Ионный обмен - это процесс, в результате которого ионы, находящиеся в твердой фазе, обмениваются с ионами, находящимися в растворе. Нерастворимое твердое вещество может представлять собой какой-либо природный материал либо синтетическую смолу. Природные материалы, используемые для ионного обмена, включают цеолиты (комплексные алюмосиликаты натрия) и глауконитовый песок. Синтетические смолы представляют собой сложные полимерные вещества. Обычно они изготовляются в виде маленьких нерастворимых шариков.
Способность ионитов к ионному обмену объясняется их специфической структурой. Ионит состоит из твердой нерастворимой в воде молекулярной сетки, к отдельным местам которой на поверхности и внутри ее массы присоединены химически активные функциональные группы атомов ионита. С электрохимической точки зрения каждая молекула является своеобразным твердым электролитом. В результате электролитической диссоциации ионита вокруг нерастворимого в воде ядра образуется ионная атмосфера, представляющая собой ограниченное пространство вокруг молекулы ионита, в котором находятся подвижные и способные к обмену ионы. Если эти подвижные ионы имеют положительный заряд, ионит называется катионитом, если отрицательный - анионитом
Реакции ионного обмена подчиняются правилам, действующим для реакции обычных электролитов:эквивалентность обмена ионов, обратимостьэтого процесса,селективность.
Эквивалентностьзаключается в том, что обмен ионов между раствором и ионитом происходит в эквивалентных соотношениях так, чтобы соблюдался принцип электронейтральности раствора. Однако следует отметить, что суммарное количество ионов в растворе может меняться после ионирования вследствие протекания вторичных реакций (нейтрализации, образования малодиссоциируемых соединений). Если вода щелочная, то выделяющийся водород вступает во взаимодействие с ионами ОН – и образует малодиссоциируемое соединение – воду, при этом количество ионов в растворе уменьшается.
Обратимостьпроцесса позволяет экономно использовать ионит в технологических схемах. Преимущественное направление реакции обмена определяется согласно закону действующих веществ. При истощении ионита можно, повысив в растворе концентрацию первоначальных обменных
ионов, сдвинуть реакцию ионного обмена в направлении восстановления
ионита в исходное состояние, т.е. произвести регенерацию ионита.
Способность ионита к преимущественной сорбции одних видов ионов перед другими называетсяселективностью.Причиной, вызывающей селективность, является различие энергий притяжения различных ионов твердой фазой, обусловленной значениями радиусов сорбируемых ионов и их зарядов. При увеличении заряда иона (т.е. при повышении его валентности) увеличивается энергия притяжения его по закону Кулона противоположно заряженной твердой фазой. Поэтому с повышением валентности ионов селективность их сорбции ионитом возрастает. Соответственно: двухвалентные ионы сорбируются лучше чем одновалентные, а трехвалентные поглощаются лучше двухвалентных.
Установлены ряды селективности для катионов и анионов, в которых каждый последующий ион сорбируется лучше, чем предыдущий. Например, для сильнокислотного катионита КУ-2 получен следующий ряд: H + + + 2+ 2+ 2+ 2+ 3+ …
Для ионов высокоосновного анионита действует следующий ряд:
ОН – – – – – – 2 – .
Требования к качеству ионитов:
Качество ионитов определяется рядом физико-химических и технологических свойств, важнейшими из которых являются:
фракционный состав, насыпная плотность, химическая стойкость, механическая прочность, обменная емкость, кислотность или основность.
Фракционным составом ионитов называется распределение частиц по размерам. Мелкозернистый катионит имеет более высокую емкость, чем крупнозернистый вследствие более развитой поверхности. С другой стороны, чем мельче зерна катионита, тем больше его гидравлическое сопротивление и расход электроэнергии на фильтрование воды, поэтому оптимальные размеры зерен ионитов 0,3¸2,0 мм. Коэффициент неоднородности засыпаемых в фильтр фракций не должен превышать kн = d80/d10 3 ). Различают полную обменную емкость, емкость “до проскока” и рабочую. Полная обменная емкостьпоказывает количество ионов, которое может быть сорбировано
ионитом при полной замене всех обменных ионов. Если фильтрование заканчивается в момент проскока поглощаемого иона, т.е. концентрация его в фильтрате близка к нулю, то обменная емкость ионита определяется как емкость “до проскока”. Однако на практике фильтрование часто прекращают в момент, когда концентрация поглощаемого иона в фильтрате составляет некоторое весьма малое значение. В этом случае обменная емкость определяется как рабочая, которая часто настолько мало отличается от емкости “до проскока”, что их можно принимать равными друг другу. Рабочая обменная емкость зависит от условий регенерации, обменного иона, природы поглощаемых ионов, значения рН, скорости фильтрования, геометрических характеристик слоя.
Современные методы исследования содержат в себе различные фундаментальные методы и их соединение для улучшения работы и получения итоговых значений. Диффузия представляет собой процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму. В некоторых ситуациях одно из веществ уже имеет выровненную концентрацию и говорят о диффузии одного вещества в другое. При этом перенос вещества происходит из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. При этом диффузия чаще всего является необратимой реакцией, в отличие от ионного обмена. Ионный обмен - это обратимая химическая реакция, при которой происходит обмен ионами между твердым веществом (ионитом) и раствором (электролита). Ионный обмен может происходить как в гомогенной среде, так и в гетерогенной, в которой одним из электролитов является твердым.
Скорость протекания диффузии и ионного обмена зависит от многих факторов. Основные факторы - это температура, плотность и материал взаимодействующих веществ, что позволяет использовать эти процессы во многих современных методах исследования веществ.
1 Методы диффузии паров
Совокупность испарения и диффузии молекул воды между растворами с различной концентрацией солей позволяет добиться необходимой степени перенасыщенности раствора белка. Обычно капля раствора белка определенного объема смешивается в равных количествах с раствором агента, вызывающего кристаллизацию. Раствор белка уравновешивается относительно резервуара, содержащего кристаллизирующий агент в более высокой концентрации, чем в растворе белка. Уравновешивание происходит посредством испарения и диффузии летучих веществ (воды или органического растворителя) до тех пор, пока давление пара над каплей не станет равным давлению пара над резервуаром с раствором. Если уравновешивание осуществляется за счет обмена воды, происходящее уменьшение объема капли приводит соответственно к увеличению концентрации всех компонентов раствора. Для веществ с давлением паров выше, чем у воды, процесс идет в обратную сторону и объем капли увеличивается.
Методы диффузии паров являются наиболее используемыми на практике и широко применяются при проведении достаточно большого объема скрининговых исследований, позволяющих оптимизировать условия кристаллизации конкретного белка.
2 Диализные методы
Диализные методы основаны на диффузии ионов и малых молекул через полупроницаемые мембраны и уравновешивании их концетрации по обе стороны от мембраны.
При этом преципитированные макромолекулы белка изначально находятся в растворе с меньшей концентрацией ионов и малых молекул. Постепенно происходит уравновешивание концентрации ионов и малых молекул в растворах, образование центров нуклеации и последующий рост кристаллов.
Кинетика установления динамического равновесия зависит от размера пор мембраны, численного соотношения концентраций кристаллизующего агента с обеих сторон мембраны, температуры проведения эксперимента и геометрии ячейки, используемой для кристаллизации.
3 Фильтрация жидкости в пористой среде
Уравнение диффузии помогает описать движение слабосжигаемой жидкости в пористой среде. Решения такого уравнения практически используется при анализе данных исследования скважин при подготовке добычи нефти или газа - решение для ограниченного цилиндрического пласта, решение для бесконечного пласта с предположением о линейном стоке при маленьком радиусе скважин, решение для псевдоустановившегося состояния потока, решение, которое учитывает эффект накопления жидкости в скважине при работе бесконечного пласта. Диффузия при этом помогает исследовать выбранное для скважины место, структуру земляных пород и пластов, прежде чем начать добычу нефти или газа.
4 Сорбционно-десорбционный метод
Этот метод широко используется для изучения диффузионной проницаемости полимеров благодаря своей простоте. Сущность метода состоит в изучении кинетики сорбции газа или пара образцом полимера в изобарно-изотермических условиях.
Если образец, сорбирующий газ, имеет форму пластины (пленки) толщиной l, то при граничных условиях 0 50% текста реферата недоступно
Читайте также: