Membrána (chémia)

Membrána je elektrochemická sústava, ktorá je elektricky vodivou fázou kvapalného alebo pevného skupenstva. Membrána je schopná viezť elektrický prúd, ustanovuje sa na nej rozdiel elektrochemických potenciálov, na membráne vzniká elektrické napätie. Membrány z elektrického hľadiska chovajú ako elektrické kondenzátory. Charakteristickou vlastnosťou membrány je, že sa jedná o plošný útvar, ktorého jedna dimenzia je podstatne kratšia ako ostatné dve.

Membránu ako elektrochemickú sústavu he možné zapísať schematicky:

α | M | β

kde | je fázové (membránové) rozhranie, M je membrána, α je kvapalná alebo pevná fáza, β je iná kvapalná alebo pevná fáza.

 Vedenie elektrického prúdu v membráne 
Vedenie elektrického prúdu v membráne je umožnené reakciami prenosu náboja (redoxnými reakciami) na oboch fázových rozhraniach.

 Iónovo vodivý kontakt – je prenos elektrického náboja pomocou iónu, ktorý sa presúva z/do roztoku do/z membrány.
 Elektrónovo vodivý kontakt – je prenos elektrického náboja pomocou elektrónu z/do redoxného systému v roztoku do/z redoxného systému v membráne.

 Klasifikácia membrán 
Membrány sa rozdeľujú podľa ich hrúbky, štruktúry a priepustnosti pre jednotlicé zložky sústavy.

 Hrúbka membrány 
Podľa hrúbky sa membrány rozdeľujú na makroskopické membrány a mikroskopické membrány.

 Makroskopické membrány – majú hrúbku väčšiu ako 1 μm (10-6 m). Makroskopické membrány sa rozdeľujú na kryštalické membrány, amorfné membrány a kvapalné makroskopické membrány.
 Mikroskopické membrány – majú hrúbku porovnateľnú s priemerom molekúl (menšiu ako 1 μm) (10-6 m). Patria sem fosfolipidové membrány buniek. Mikroskopické membrány môžu mať vlastnosti kvapalín: membrány z kvapalných kryštálov alebo vlastnosti kryštálov: gélové membrány.

 Štruktúra membrány 
Podľa štruktúry membrány klasifikujeme na porézne membrány a kompaktné membrány.

 Porézne membrány – umožňujú transport látok pórmi v membráne. Príkladom poréznej membrány sú tie časti cytoplazmatickej membrány, v ktorej sú akvaporíny, ktoré umožňujú selektívne prepúšťanie molekúl vody podľa osmotického gradientu bez prepúšťania katiónov a aniónov rozpustených vo vode.
 Kompaktné membrány – umožňujú transport látok celou homogénnou fázou membrány. Cytoplazmatická membrána sa chová ako kompaktná membrána voči molekulám plynov, ktoré prestupujú cez membránu difúziou.

 Permeabilita membrány 
Elektrochemická membrána je semipermeablná, i.e. vo vnútri membrány dochádza k podstatne inej rýchlosti transportu jednotlivých zložiek sústavy ako vo fázach obklopujúcich membránu. Membrána sa od diafragmy odlišuje práve semipermeabilitou: diagragma je len prepážka (jej funkciu má sklená frita), ktorá fyzicky oddeľuje dve kvapalné fázy.

 Typy membrán 
V elektrochémii sa rozlišujú tri typy membrán:

 elektricky vodivé polyméry (elektrónovo vodivé polyméry, iónovo vodivé polyméry)
 roztoky elektrolytov v rozpúšťadlách nemiešateľných  s rozpúšťadlami vo fázach α a β
 fosfolipidové dvojvrstvy (dvojnolipidové filmy)

 Pozri aj 
 elektróda
 galvanický článok
 diafragma
 elektrochemická sústava
 transmembránový potenciál
 elektrochemický potenciál

 Referencie 

Kategória:Elektrochemická sústava