Некоторые свойства мембран для диализа и ультрафильтрации

Пористые полупроницаемые мембраны, применяемые для диализа, электродиализа, ультрафильтрации и осмометрии, как правило, не являются инертными чисто механическими «ситами» для растворенных или взвешенных частиц. Роль мембран значительно сложнее и определяется рядом их свойств. Так, проницаемость мембраны может быть обусловлена не столько наличием в ней пор и капилляров, сколько растворением переносимых через нее веществ в самом веществе мембраны. Такой механизм проницаемости называют фазовым или гомогенным. Особенно сильно этот механизм проницаемости проявляется в тонкопористых медленно фильтрующих материалах.

Еще одним свойством мембран является их способность заряжаться при контакте с жидкостями. Заряд мембраны возникает теми же путями, что и заряд любой твердой поверхности: либо в результате диссоциации вещества мембраны, либо за счет адсорбции ионов из раствора. В зависимости от природы материала мембрана может иметь положительный или отрицательный заряд. Отрицательно заряжающиеся мембраны распространены значительно больше, чем положительно заряжающиеся. К веществам, образующим отрицательно заряженные мембраны, относятся целлюлоза, пергамент, керамические материалы, асбест. Положительно заряженные мембраны можно получить из дубленого желатина, кожи, специально обработанной бумаги. Следует иметь в виду, что заряд белковых мембран зависит от рН среды: при концентрации ионов Н ⁺ большей, чем в изоэлектрической точке белка, мембрана заряжена положительно, в среде более щелочной - отрицательно. Заряд мембран существенно влияет на скорость диффузии ионов через них. Мембраны, положительно заряженные хорошо проницаемы для анионов и мало проницаемы для катионов; и, наоборот, мембраны, имеющие отрицательный заряд, лучше проницаемы для катионов. Поэтому целесообразно использовать мембраны из разных материалов для катодной и анодной камер электродиализатора: катодную мембрану следует делать из отрицательно заряжающихся материалов, анодную - из положительно заряжающихся материалов. В таких мембранах изменяются числа переноса ионов, поэтому их называют электрохимически активными. Электрохимической активностью обладают ткани живых организмов, являющиеся, по существу, полупроницаемыми мембранами. На этом свойстве тканей основан такой метод лечения, как ионофорез - введение лекарственных веществ в организм больного через кожу. Мембраны, не влияющие на числа переноса ионов, называют электрохимически неактивными. В производственных условиях они имеют наиболее широкое применение.