Cтраница 2
Сопротивление мембраны не поддается вычислению простыми методами, поэтому его измеряют. Хотя в электромембранных процессах используется постоянный ток, для измерения электрического сопротивления мембран обычно применяют переменный ток, так как в этом случае не образуется градиентов концентрации, свойственных системам с постоянным током. [16]
Облучение ионообменных мембран приводит к радиационному разрушению как обменных центров, так и материала носителя мембраны. При дозах, близких к 107 Гр, наблюдается полная потеря обменной емкости, а также значительное повышение электрического сопротивления мембраны. Одновременно серьезно ухудшается механическая устойчивость мембраны. [17]
Следует отметить, что в качестве единицы удельного сопротивления мембраны принят ом мг. Это означает, что сопротивление мембраны равно ее удельному сопротивлению, деленному на площадь поперечного сечения в направлении, перпендикулярном плотности электрического тока. Например, электрическое сопротивление мембраны площадью 0 46 м2, имеющей удельное сопротивление 9 2 10 1 ом м2, составляет 0 002 ом. [18]
Особенно тщательно из поступающей на опреснение воды должны быть удалены железо и марганец. Содержание в воде 0 02 мг / л железа или марганца заметно ухудшает работу опреснительных электродиализных установок. Осаждаясь на катио-нитовых мембранах и внутри их, гидроокиси железа и марганца вызывают постепенное увеличение электрического сопротивления мембран. [19]
Фирма Айоникс выпускает макросетчатые мембраны, которые менее чувствительны, чем обычные мембраны, к воздействию следов детергентов. Эти мембраны изготовляют путем смешивания раствора сополимера, стирола и дивинил-бензола с органическим растворителем, который растворяется в смеси сополимера, но не в веществе, образующемся после сополимеризации. Когда растворитель диффундирует из мембраны после реакции, он оставляет большие поры, через которые могут проникать органические молекулы, что предотвращает постепенное увеличение электрического сопротивления мембраны. Недостатком этого типа мембран является то, что электрическое сопротивление их выше, чем обычных мембран. Фирма Ионак разработала способ, по которому пассивные соли ( иодид калия или иодид натрия) добавляются в растворитель ( диметилформамид) связующего полимера. После окончания образования мембраны соли диффундируют из мембраны и оставляют большие поры, через которые могут проникать органические анионы. Частичное проникание крупных органических анионов через мембрану препятствует образованию тонкого слоя с очень высоким электрическим сопротивлением на поверхности мембраны, что предотвращает резкое повышение электрического сопротивления мембраны. [20]
Крюкшанк и Мире [ С27, 29 ] на основании термодинамических исследований пришли к выводу, что большая избирательность, проявляемая смолами к ионам высокой валентности, определяется в большинстве случаев не сильными электростатическими связями, а эффектом пространственной энергии. Высокое сродство ионитов к многовалентным ионам играет большую роль в ионном обмене и в процессах электродиализа с применением ионитовых мембран. Так, при электродиализной деминерализации природных вод, содержащих некоторые многовалентные ионы наряду с обычными одновалентными ионами, наблюдается тенденция к накоплению в мембранах многовалентных ионов. С помощью уравнения (2.15) можно показать, что эта тенденция будет тем больше, чем сильнее разбавлен раствор, и вследствие этого в процессе обессоливания многовалентные ионы будут все больше накапливаться в мембранах. Раньше указывалось, что такое отравление мембран многовалентными ионами отрицательно влияет на селективность мембран и является причиной увеличения электрического сопротивления мембраны. [21]
Анио-нитовые мембраны более чувствительны к органическим веществам, чем катионитовые мембраны, в результате чего электрическое сопротивление может увеличиться во время работы установки. Для решения этой проблемы изготовляют специальные анионитовые мембраны. Эти мембраны характеризуются тем, что их можно использовать при большей плотности тока без поляризации; при этом крупные органические анионы, например детергенты, не увеличивают электрического сопротивления мембран. [22]
Фирма Айоникс выпускает макросетчатые мембраны, которые менее чувствительны, чем обычные мембраны, к воздействию следов детергентов. Эти мембраны изготовляют путем смешивания раствора сополимера, стирола и дивинил-бензола с органическим растворителем, который растворяется в смеси сополимера, но не в веществе, образующемся после сополимеризации. Когда растворитель диффундирует из мембраны после реакции, он оставляет большие поры, через которые могут проникать органические молекулы, что предотвращает постепенное увеличение электрического сопротивления мембраны. Недостатком этого типа мембран является то, что электрическое сопротивление их выше, чем обычных мембран. Фирма Ионак разработала способ, по которому пассивные соли ( иодид калия или иодид натрия) добавляются в растворитель ( диметилформамид) связующего полимера. После окончания образования мембраны соли диффундируют из мембраны и оставляют большие поры, через которые могут проникать органические анионы. Частичное проникание крупных органических анионов через мембрану препятствует образованию тонкого слоя с очень высоким электрическим сопротивлением на поверхности мембраны, что предотвращает резкое повышение электрического сопротивления мембраны. [23]
В работе [411] описан электрод с жидкой мембраной, селективный по отношению к трифторацетату, полученный методом экстракции органическим растворителем. Трифторуксусная кислота широко используется как растворитель, катализатор и реагент для защиты различных функциональных групп в органическом синтезе. Трифторацетат образует комплексы - ионные ассоциаты с катионами больших размеров типа кристаллического фиолетового или хелатов металлов с 1 10-фенантролином, причем последние легко экстрагируются органическим растворителем. Электродная функция линейна в области активностей от 3 - 10 - 5 до Ю 1 М, нернстов наклон равен 60 мВ / декада, а время отклика в растворах, где имеется только трифтор-ацетат, составляет несколько секунд. Среди исследованных растворителей ( нитробензол, 1 2-дихлорэтан, хлороформ) наилучшим оказался растворитель с самой высокой диэлектрической проницаемостью ( нитробензол), он обеспечивает максимальную чувствительность мембранного электрода. Чувствительность электрода выше, если концентрация ион-ассоциированного комплекса меньше, однако при концентрации в мембране менее 5 - Ю 5 моль / л потенциал нестабилен из-за возрастающего электрического сопротивления мембраны. Снижение чувствительности электрода с увеличением концентрации активного вещества в мембране можно объяснить тем, что при этом происходит утечка ион-ассоциированного комплекса из мембраны в анализируемый раствор. [24]