Учебный прибор для демонстрации селективной проницаемости ионообменных мембран Советский патент 1991 года по МПК G09B23/24 

00

с

Изобретение относится к приборам для демонстрации химических явлений, а также к процессу электродиализа Предлагаемый прибор позволяет наглядно убедиться в том, что ионообменные мембраны проницаемы для ионов какого-либо сдногб знака Учебный прибор представляет собой кювету с электродами и тремя перегородками, разделяющими кювету Промежуточная перегородка состоит из трех соединенных по кромкам частей причем первая из них выполнена из катионитовой мембраны, аторая - из химически инертного пористого вещества а третья - из анионитовой мембраны. Наглядность достигается тем, что через ка- тионо- и анионопроницаемые мембраны од- новременно в противоположных направлениях переносятся ионы, образующие с принимающих сторон хорошо видимые осадки 2 ил

Изобретение относится к учебным приборам для демонстрации химических процессов и может быть использовано при изучении мембранных процессов разделения смесей для демонстрации свойств ионо- селективных мембран

Целью изобретения является повышение наглядности демонстрации

На фиг 1 изображен прибор общий вид на фиг 2 прибор с указанием направлении переноса ионов через мембраны вид сверху

Учебный прибор представляет собой кювету из электроизоляционного химически стойкого материала (например плексигласа) состоящую из четырех секций 1-4, скрепленных болтами 5 В секциях 1 и 4 находятся катод 6 и анод 7 соответственно с токоподводами 8 Секции 2 и 3 снабжены специальными выступами 9 Между секциями 1 и 2 помещена перегородка 10 из катионитовой мембраны, а между секциями 3 и 4 - перегородка 11 из катионитовой мембраны Секции 2 и 3 разделены составной перегородкой, одна часть 12 которой выполнена из катионитовой мембраны, вторая часть 13 - из инертного пористого материала, а третья часть 14 - из анионитовой мембраны Места стыка кромок соседних частей составной перегородки плотно зажаты меж- ,.у выступами 9 при затягивании гаек на болтах 5

Прибор работает следующим образом.

Секции кюветы заполняют растворами электролитов. В секции 2 и 3 помещают растворы электролитов, которые при сливании могут образовать хорошо видимые осадки, например растворы сульфата натрия и хлорида бария, которые дают осадок сульфата бария, или растворы карбоната натрия и хлорида кальция, которые дают осадок карбоната кальция, и тд Причем в секцию 2,

ск

hO

го со о

00

расположенную от составной перегородки со стороны катода, помещают раствор такого электролита, в котором осадкообразую- щим ионом является анион (например, сульфата натрия или карбоната натрия), а в секцию 3, расположенную от составной перегородки со стороны анода, - раствор такого электролита, в котором осадкообразующим ионом является катион (например, хлорида бария или хлорида кальция).

При пропускании постоянного электрического тока осадкообразующие ионы стремятся пройти через составную перегородку. Однако в ее части, выполненной из катиони- товой мембраны, в силу селективной проницаемости последней через перегородку переносятся только катионы и осадок 15 образуется только со стороны катода. Напротив, на части составной перегородки, выполненной из анионитовой мембраны, осадок образуется со стороны анода, так как эта мембрана проницаема только для анионов. В средней части составной перегородки она проницаема как для катионов, так и для анионов и, соответственно, осадок образуется с обеих ее сторон.

Процесс образования хорошо видимого на мембране осадка происходит за 0,5-2,0 мин и факт, что на различных мембранах, раздег 9

8

0

5

0

5

0

ляющих одни и те же растворы, осадок образуется на разных сторонах, однозначно указывает на различную селективную проницаемость. Продукты электродных реакций не могут повлиять на процесс осадкообразования в секциях 2 и 3, поскольку расположение ионообменных мембран 10 и 11 таково, что оно препятствует движению ионов из электродных секций.

Учебный прибор позволяет наглядно убедиться в том, что ионообменные мембраны могут пропускать сквозь себя преимущественно ионы какого-либо одного знака заряда.

Формула изобретения Учебный прибор для демонстрации селективной проницаемости ионообменных мембран, содержащий кювету с электродами и последовательно расположенные перегородки, выполненные из ионообменных мембран, разделяющие кювету на камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации, промежуточная перегородка состоит из трех плотно соединенных по кромкам частей, причем первая из них выполнена из катионитовой мембраны, вторая - из химически инертного пористого материала, а третья - из анионитовой мембраны.

t

8

14

10

Фие.1