peÅna wersja - pdf - Polimery w Medycynie

More documents

Recommendations

Info

52 JOLANTA JASIK-ŚLĘZAK I INNI 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0 0 4 4 –3 1A –3 (∆P k –∆π k ) 10 –4 [N m –2 ] –6 –9 –12 –15 1 1B –6 –9 –12 –15 ∆πC –1 10 –3 [N m mol –1 ] 3 2 1 1 1B 1A 3 2 1 –18 –18 0 0 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 C h [mol l –1 ] Ryc. 2. Zależność osmotycznej siły termodynamicznej (ΔP k − Δπ k ) od stężenia glukozy (C h ) dla układu jednomembranowego. Wykres 1 ilustruje tę zależność dla k = 0, wykres 1B – dla k = B oraz wykres 1A – dla k = A Fig. 2. Glucose concentration (C h ) dependence of thermodynamical force (ΔP k − Δπ k ) for the single-membrane system. Line 1 illustrated this dependence for k = 0, curve 1B – for k = B and curve 1A – for k = A 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 C h [mol l –1 ] Ryc. 3. Zależność osmotycznej siły termodynamicznej (Δπ k C – –1 ) od stężenia glukozy (C h ) dla układu jednomembranowego. Wykres 1 ilustruje tę zależność dla k = 0, wykres 1B – dla k = B oraz wykres 1A – dla k = A Fig. 3. Glucose concentration (C h ) dependence of thermodynamical force (Δπ k C – –1 ) for the single-membrane system. Line 1 illustrated this dependence for k = 0, curve 1B – for k=B and curve 1A – for k = A Tabela 1. Wartości strumienia objętościowego (J vk ) i strumienia solutu (J sk ) dla wodnych roztworów glukozy (C h ). Indeks k = 0 odnosi się do roztworów jednorodnych (mieszanych mechanicznie). Indeks k = A odnosi się konfiguracji A, a indeks k = B – do konfiguracji B układu membranowego i roztworów niejednorodnych (nie mieszanych mechanicznie) Table 1. Values of the volume flux (J vk ) and solute flux (J sk ) of aqueous glucose solutions (C h ). Superscript k = 0 refers to homogeneous solutions (mechanically stirred). Superscripts k = A, and k = B refers to configurations A and B, respectively, and non-homogeneous solutions (mechanically non stirred) C h [mol l –1 ] 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065 0,07 0,075 0,08 J v k × 10 8 m s –1 J s k × 10 5 [mol m –2 s –1 ] k = 0 k = A k = B k = 0 k = A k = B 0 0,41 0,80 1,98 1,61 2,02 2,41 2,79 3,21 3,62 4,03 4,39 4,81 5,21 5,59 6,01 6,41 0 0,09 0,17 0,26 0,32 0,38 0,44 0,49 0,52 0,54 0,56 0,58 0,60 0,62 0,64 0,66 0,68 0 0,09 0,17 0,26 0,34 0,43 0,55 0,70 0,95 1,20 1,45 1,70 1,95 2,20 2,45 2,70 2,95 0 1,01 1,99 3,01 4,05 4,99 6,02 7,04 7,98 9,03 10,01 11,04 11,99 13,00 14,02 14,98 16,01 0 0,18 0,36 0,73 0,90 1,16 1,24 1,26 1,32 1,36 1,38 1,41 1,44 1,47 1,50 1,54 1,57 0 0,18 0,36 0,73 0,91 1,20 1,50 2,00 2,73 3,27 4,18 4,91 5,63 6,35 7,07 7,80 8,50
TRANSPORT MEMBRANOWY 53 ka, że dla membrany spełniającej pierwsze kryterium R 11 → ∞ (R 11 > Z 11 ), R 12 = Z 12 = R 21 = Z 21 → ∞ oraz R 22 = Z 22 →∞. Z kolei dla membrany spełniającej drugie kryterium R 11 → Z 11 , R 12 = Z 12 = R 21 = Z 21 → 0 oraz R 22 = Z 22 → 0. Załóżmy, że istnieje membrana selektywna o następujących parametrach transportowych: L p = 10 –6 m 3 N –1 s –1 , ω = 10 –9 mol⋅N –1 s –1 oraz σ = 0,01. Przyjmijmy także, że C – = 10 2 mol⋅l –1 . Uwzględniając te dane w równaniach (22)-(24) i (27)-(29) otrzymujemy: R 11 = 10 11 N⋅s⋅m –3 , R 12 = R 21 = −10 9 N⋅s⋅mol –1 , R 22 = 10 7 N⋅s⋅m 3 mol –2 , Z 11 = 10 6 N⋅s⋅m –3 , Z 12 = Z 21 = −10 6 N⋅s⋅mol -1 i Z 22 = 10 6 N⋅s⋅m 3 mol –2 . Otrzymane wyniki pokazują, że dla takiej membrany wartość współczynnika R 11 jest pięć rzędów wielkości większa od wartości współczynnika Z 11 , a wartość współczynnika R 12 = R 21 jest o trzy rzędy wielkości większa od wartości współczynnika Z 12 = Z 21 . Z kolei wartość współczynnika R 22 jest rząd wielkości większa od wartości współczynnika Z 22 . Można zatem wysunąć hipotezę, że dla tego typu membrany modele oparte o transponowane równania Kedem-Katchalsky’ego i Kargolów dadzą różne wartości ΔP k − Δπ k i Δπ k C – –1 . PODSUMOWANIE W otaczającym nas świecie dostrzegalne, a niekiedy mierzalne, są skutki działania różnego rodzaju bodźców, w tym sił termodynamicznych. Jednym z obserwowanych skutków jest pojawianie się przepływów termodynamicznych, których miarą są strumienie termodynamiczne. Transformowane równania Kedem-Katchalsky’ego zaproponowane przez L. Peusnera, umożliwiają ocenę nieznanych sił ΔP k − Δπ k i Δπ k C – –1 na podstawie pomiarów strumieni J v k i J sk , przez membranę scharakteryzowaną przez współczynniki oporowe R ij . LITERATURA [1] Baker R.: Membrane technology and application. Wiley, New York, 2004. [2] Katchalsky A., Curran P. F.: Nonequilibrium thermodynamics in biophysics, Harvard Univ. Press, Cambridge, 1965. [3] Katchalsky A.: Membrane thermodynamics. W: The Neurosciences: A study program, G. C Quarton, T. Melnechuk and F. O. Schmitt (eds.), Rockefeller Univ. Press, (1967), 326–343. [4] Kargol M., Kargol A.: Mechanistic equations for membrane substance transport and their · · · · · · · · identity with Kedem-Katchalsky equations. Biophys. Chem. (2001), 103, 117–127. [5] Peusner L.: Hierarchies of irreversible energy conversion systems. II. Network derivation of linear equations. J. Theoret. Biol. (1985), 115, 319–335. [6] Podolak M.: Termodynamiczny opis zjawisk transportu w przyrodzie. Wyd. Uniw. Opolskiego, Opole 2004. [7] Demirel Y.: Nonequilibrium thermodynamics. Transport and rate processes in physical and biological systems. Elsevier, Amsterdam 2002. [8] Caplan S. R., Essig A.: Bioenergetics and linear nonequilibrium thermodynamics. Harvard Univ. Press, Cambridge 1983. [9] Kargol M., Kargol A.: Mechanistic formalism for membrane transport generated by osmotic and mechanical pressure. Gen. Physiol. Biophys. (2003), 22, 51–68. [10] Suchanek G.: On the derivation of the Kargol’s mechanistic transport equations from the Kedem-Katchalsky phenomenological equations. Gen. Physiol. Biophys. (2005), 24, 347–258. [11] Suchanek G.: Biofizyczne aspekty translokacji wody w roślinach na długich dystansach. Wyd. Akademii Świętokrzyskiej, Kielce 2007. [12] Ślęzak A.: Irreversible thermodynamic model equations of the transport across a horizontally mounted membrane. Biophys. Chem. (1989), 34, 91–102. [13] Ślęzak A., Grzegorczyn S., Jasik-Ślęzak J., Michalska-Małecka K.: Natural convection as an asymmetrical factor of the transport through porous membrane. Transp. Porous Med. (2010) DOI 10.1007/s1 1242-010-9534-7. [14] Ślęzak A., Wąsik J., Sieroń A.: Wyznaczanie stężeniowej liczby Rayleigha dla procesów izotermicznego transportu przez membranę polimerową metodą pomiaru strumienia dyfuzyjnego w trójskładnikowych roztworach nieelektrolitów. Polim. Med. (1998), 28, 11–22. [15] Jasik-Ślęzak J., Ślęzak A.: Relacja między efektywnym i rzeczywistym współczynnikiem przepuszczalności solutu przez membranę polimerową. Polim. Med. (2010), 40, 4. Adres do korespondencji Katedra Zdrowia Publicznego Wydział Zarządzania Politechnika Częstochowska al. Armii Krajowej 36b, 42-200 Częstochowa e-mail: ajslezak@zim.pcz.pl
Page 1 and 2: Polimery w Medycynie 2010, T. 40, N
Page 3 and 4: TRANSPORT MEMBRANOWY ’ego jest na
Page 5: TRANSPORT MEMBRANOWY 51 1 Z11 = (27

peÅna wersja - pdf - Polimery w Medycynie

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

peÅna wersja - pdf - Polimery w Medycynie