Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 37. 12 oktober 1954 - Permselektiva membraner, av Karl-Axel Meklersson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
868
TEKNISK TIDSKRIFT
Tabell 1. Permselektvitet P för Amberplex- och Neptonmembraner; värdena beräknade med medelaktiviteter och utan
korrektion för vattentransporten
Permselektivitet vid normalitet hos ytterlösningen
0,01 0,03 0,075 0,10 0,15 0,30 0,50 0,75 1,00 1,50
Amberplex A-l (Rohm & Haas)
i kaliumkloridlösning ......................................0,990 0,976 0,952 0,886 0,812 0,628
Amberplex C-l (Rohm & Haas)
i kaliumkloridlösning ......................................0,974 0,969 0,934 0,898 0,825 0,681
Nepton CR-51 (Ionics)
i natriumkloridlösning .................. 0,935 0,885 0,680 0,425
Nepton ARX-44 (Ionics)
i natriumkloridlösning .................. 0,975 0,922 0,840 0,745
som åtskiljs av membranen.
Aktivitetsförhållandet mellan ytterlösningarna är i allmänhet 2.
Medeljonaktiviteterna brukar användas. Utan
korrektion för vattentransporten, och med
me-deljonaktiviteter ger ekv. (6) och (7) fullt
tillfredsställande resultat för praktiska ändamål.
Membranpotentialen mäts i strömlöst tillstånd
med reversibla Ag, AgCl-elektroder14- 25>26 direkt
i ytterlösningarna eller med kalomelelektroder,
som är förbundna med elektrolytlösningarna
genom agar-KCl-bryggor44-60. Tiden för att
uppnå jämviktspotentialen är mycket kort för de
homogena plastmembranerna.
Permselektiviteten redovisas vanligen på två
sätt, nämligen genom angivande av katjonernas
och anjonernas överföringstal som funktion av
geometriska medelvärdet av ytterlösningarnas
medelaktiviteter eller permselektiviteten P som
funktion av samma storhet. Permselektiviteten42
definieras genom
P = (n — n°)/(l — n°) (8)
där n är överföringstal i membranen för den
penetrerande jonen och n° överföringstal för
samma jon i en fri lösning av samma koncentration.
Wyllies & Petnodes membraner har nära ideal
permselektivitet vid högre
elektrolytkoncentra-tioner än kommersiellt tillgängliga
plastmembra-ner (tabell 1). De förra har dock mycket
begränsade användningsmöjligheter, ty deras elektriska
ledningsförmåga är mycket låg38>62.
Många forskare har sökt beräkna
medelaktivitetskoefficienterna för de bundna laddade
grupperna med ekv. (5)32-35. Detta är knappast
teoretiskt riktigt. En närmare diskussion av deras
resultat skulle dock föra för långt.
Vattengenomsläpplighet
Vatten kommer att transporteras genom de
permselektiva membranerna av minst fyra
orsaker, nämligen fri diffusion, elektroosmos samt
statiska och osmotiska tryckdifferenser mellan
de av membranen separerade
elektrolytlösningarna. I en sådan är jonerna hydratiserade, dvs.
vid varje jon "häftar" ett större eller mindre
antal vattenmolekyler. Elektrolyseras lösningen,
kommer negativa och positiva joner att vandra
i motsatta riktningar, och den totala
vattentransporten blir vanligen liten i endera riktningen på
grund av elektroosmos.
Helt annorlunda ter sig förhållandena, när
jonerna genom en pålagd elektrisk potential
tvingas att vandra genom en permselektiv membran.
I membranen kommer de fria jonerna att röra
sig i huvudsakligen en riktning, de bundna
laddade grupperna står stilla, och den
elektroosmo-tiska vattentransporten blir avsevärd i
mot-jonernas vandringsriktning. Vattenöverföring på
grund av fri diffusion av joner och vatten genom
membranen är av underordnad betydelse vid
elektrodialys.
De statiska tryckdifferenserna måste på grund
av membranernas mekaniska egenskaper alltid
hållas låga. De osmotiska tryckdifferenserna kan
nå höga värden om elektrolytkoncentrationen är
mycket olika i de av membranerna separerade
lösningarna. Lyckligtvis är motståndet mot en
vattenöverföring genom dessa tryckdifferenser
mycket stort, så att även vid höga osmotiska
tryck litet vatten pressas genom membranen.
Med hjälp av de irreversibla processernas
termodynamik kan man ställa upp formler, vilka
på ett enkelt matematiskt språk visar
relationerna mellan hydraulisk och elektroosmotisk
vattengenomsläpplighet, pålagd spänning,
strömstyrka samt hydraulisk tryckskillnad31-47»55. I
detta fall är den hydrauliska tryckskillnaden
summan av statisk och osmotisk tryckskillnad.
Ur värden på den hydrauliska tryckskillnaden,
som relativt lätt kan mätas, skulle den
elektro-osmotiska vattengenomsläppligheten kunna
beräknas, om membranernas egenskaper kunde
bringas i entydig överensstämmelse med för
formlernas uppställande gjorda antaganden.
Detta är ännu inte fallet, och dessa formler har
ringa praktisk användbarhet för närvarande.
Det är därför bäst att bestämma den totala
vattengenomsläppligheten genom direkta
mätningar i en multipelcell (fig. 1) sammansatt av både
anjon- och katjonpermeabla membraner under
pågående elektrodialys. Prov med Rohm & Haas
membraner enligt denna metod har visat, att
den totala vattengenomsläppligheten är mycket
olika för olika elektrolyter, och att den är störst
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
