Синтетические полимерные мембраны применяются как эффективные фильтры газовых и жидких сред. Само по себе слово “мембрана” несет значение тонкой оболочки или перепонки. Сами мембраны могут быть твердыми, жидкими, гелеобразными, однако широко применяются только твердые мембраны.
Мембраны можно разделить на два обширных класса: пористые и непористые. На сегодняшний день наиболее актуальной задачей мембранного материаловедения является совмещение селективных и пропускных свойств фильтров, которые применяются в задачах электродиализа, электролиза и конструирования ионообменных водородных топливных элементов [1].
Очевидно, что для решения подобного рода задач необходим простой экспериментальный метод, с помощью которого можно охарактеризовать исследуемые материалы. В качестве такого метода подходит кондуктометрический (conductometry) анализ.
Цель работы: характеризация проницаемости мембраны в зависимости от радиусов катионов растворов солей.
Поставленная цель требует выполнения следующих задач:
1. Сконструировать электрохимическую ячейку, предназначенную для исследования мембран методом кондуктометрии;
2. Провести измерение вольтамперных характеристик для исследования мембраны с растворами солей, обладающих различными радиусами катионов при концентрациях 0.15 и 0.3 моль/л;
3. Провести анализ полученных результатов и оценить влияние радиуса ионов и их гидратных комплексов на проницаемость мембраны;
4. Определение омических сопротивлений для растворов разных солей и их концентраций.
В результате проделанной работы удалось показать, что проницаемость мембраны зависит не только от радиуса иона, но и зависит от степени его гидратации. Были определены омические сопротивления для ионных токов различных химических элементов и различных концентраций растворов электролитов. Цель работы достигнута, в результате достижения цели решены следующие задачи:
1. Сконструирована электрохимическая ячейка, предназначенная для реализации исследования мембран методом кондуктометрии.
2. Показано, что омическое сопротивление мембраны растет при увеличении радиуса носителя заряда (его величина изменяется в пределах 103 - 106 Ом для концентраций 0.15 и 0.3 моль/л). Однако для гидратированных ионов учитывается не радиус самого иона, а радиус гидратного комплекса.
3. Установлено, что при концентрации 0.15 моль/л ток ионов Li+ через мембрану испытывает сопротивление почти на два порядка большее, чем токи остальных ионов, что связано с его сильной гидратируемостью.
4. При увеличении концентрации катионов в растворе ослабляется селективность мембраны.
