Streszczenie

Wprowadzenie. Otrzymanie symetrycznej i/lub hybrydowej transformacji równań Kedem-Katchalsky’ego (K-K) do postaci sieciowej jest możliwe w ramach termodynamiki sieciowej Peusnera (PNT). Dla jednorodnych roztworów składających się z rozpuszczalnika i dwóch rozpuszczonych w nim substancji nieelektrolitycznych występują dwie symetryczne i sześć hybrydowych postaci sieciowych równań K-K, zawierających symetryczne (R_ij lub L_ij) lub hybrydowe (H_ij, W_ij, S_ij, N_ij, Kij lub P_ij) współczynniki Peusnera.
Cel pracy. Wyprowadzenie hybrydowej postaci sieciowych równań K-K zawierających współczynniki tensorowe Peusnera S_ij (i, j ∈ {1, 2, 3}) dla jednorodnych ternarnych roztworów nieelektrolitów oraz obliczenie zależności współczynników Sij od średniego stężenia jednego składnika roztworu (C₁) przy ustalonej wartości drugiego (C₂).
Materiał i metody. Materiałem badawczym była membrana celulozowa Nephrophan o znanych parametrach transportowych dla wodnych roztworów glukozy i etanolu, a metodą badawczą formalizm PNT oraz równania K-K dla ternarnych roztworów nieelektrolitów.
Wyniki. Otrzymano hybrydową postać sieciową równań K-K dla roztworów, składających się z rozpuszczalnika i dwóch rozpuszczonych w nim substancji nieelektrolitycznych. Obliczono zależności współczynników S_ij (i, j ∈ {1, 2, 3}) od średniego stężenia jednego składnika roztworu (C₁) przy ustalonej wartości drugiego (C₂) dla warunków jednorodności roztworów.
Obliczenia wykonano, korzystając z wyznaczonych doświadczalnie współczynników: odbicia (σ), przepuszczalności hydraulicznej (L_p) i solutu (ω).
Wnioski. Sieciowa postać równań K-K zawierająca współczynniki Peusnera S_ij (i, j ∈ {1, 2, 3}) jest nowym narzędziem badawczym transportu membranowego. Wykazano, że współczynniki S₁₁, S₁₂, S₁₃, S₂₁, S₂₂, S₂₃, S₃₁, S₃₂ i S₃₃ są wrażliwe na zmianę stężenia i składu roztworów rozdzielanych przez membranę polimerową.

Abstract

Background. Peusner’s network thermodynamics (PNT) allows symmetrical and/or hybrid transformation of Kedem-Katchalsky (K-K) equations to network form. For homogenous solutions that consist of solvent and two soluble nonelec-metrolyte substances, there are two symmetrical and six hybrid forms of network K-K equations that contain symmetrical
(R_ij or L_ij) or hybrid (H_ij, W_ij, S_ij, N_ij, K_ij or P_ij) Peusner coefficients.
Objectives. The aim of this study is to introduce the hybrid form of network K-K equations that include tensor Peusner coefficients S_ij (i, j ∈ {1, 2, 3}) for homogenous ternary solutions of nonelectrolytes and to calculate dependences of coefficients Sij on mean concentration of one solution component (C₁) when the concentration of the other one is constant (C₂).
Material and Methods. The authors used celulose Nephrophan membrane of known transport parameters for aqueous glucose and ethanol solutions as a study material. The authors applied PNT formalism and K-K equations for ternary nonelectrotyle solutions as a study method.
Results. Hybrid network form of K-K equations was obtained for solutions that consist of a solvent and two dissolved non-electrolyte substances. Dependences of coefficients S_ij (i, j ∈ {1, 2, 3}) on mean concentration of one solution component (C₁) when the concentration of the other one is constant C₂, were calculated for conditions of homogeneity of solutions. These calculations were done using experimentally determined coefficients of reflection (σ), hydraulic (L_p) and solute permeability (ω).
Conclusions. Network form of K-K equations that include Peusner coefficients S_ij (i, j ∈ {1, 2, 3}) constitutes a novel research tool to study membrane transport. We showed that coefficients S₁₁, S₁₂, S₁₃, S₂₁, S₂₂, S₂₃, S₃₁, S₃₂ and S₃₃ were sensitive to alterations in concentration and composition of solutions separated by a polymer membrane.