Membrána (chémia)

náhľad|Nafion-4 vytvára makroskopickú heterogénnu membránu, iónovo vodivý polymér ionexového charakteru
**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