Коллоидный журнал

В рамках термодинамики неравновесных процессов, на основе ранее предложенной автором ячеечной модели заряженного пористого слоя, вычислены капиллярно-осмотический и обратноосмотический коэффициенты ионообменной мембраны, рассматриваемые как кинетические коэффициенты матрицы Онзагера. Предполагается, что мембрана состоит из упорядоченной совокупности полностью пористых заряженных частиц сферической формы, помещенных в сферические оболочки, заполненные раствором бинарного электролита. Аналитически решены краевые задачи для определения капиллярно-осмотического и обратноосмотического коэффициентов такой мембраны в случае граничного условия Кувабары на поверхности ячейки. Рассмотрение ведется в рамках малого отклонения параметров системы от своих равновесных значений при наложении внешних полей. Исследованы различные частные случаи полученных точных аналитических формул, в том числе бинарного симметричного электролита и идеально-селективной мембраны. Показано, что для рассматриваемой ячеечной модели ионообменной мембраны нарушается принцип взаимности Онзагера – найденные перекрестные кинетические коэффициенты не равны между собой. Нарушение связывается с тем обстоятельством, что принцип взаимности работает только для систем в рамках линейной термодинамики необратимых процессов, для которых обобщенные потоки равны нулю при отличных от нуля термодинамических силах.