Введение. 
Влияние реакции диссоциации/рекомбинации молекул воды на перенос 1:1 электролита в мембранных системах в диффузионном слое. 
Часть 1. математическая модель

В настоящее время в электромембранных системах (ЭМС) используются интенсивные токовые режимы, когда токи в несколько раз превышают предельный электродиффузионный ток. При таких условиях возникают вторичные (или сопряженные) явления концентрационной поляризации: пространственный электрический заряд занимает макроскопическую область, сравнимую с толщиной диффузионного слоя; вблизи границы мембрана/раствор интенсивно протекает диссоциация воды и продукты диссоциации (и — ионы) участвуют в переносе заряда; в системе возникают микроконвективные течения, облегчающие массоперенос, исследованию которых посвящено большое количество работ [1−4].

Однако в указанных работах эффекты, вызываемые диссоциацией воды и нарушением электронейтральности в диффузионном слое, рассматривались либо независимо, хотя в действительности описываемые явления всегда протекают одновременно, влияя друг на друга, либо без учета рекомбинации ионов воды [5−6].

Отметим, что учет влияния реакции диссоциации/рекомбинации молекул воды важен для понимания процессов электроконвекции в ЭМС, поскольку ряд авторов считает, что появление новых носителей тока и может привести к уменьшению пространственного заряда и, соответственно, к исчезновению электроконвекции. Однако, как показано в работе [5], диссоциация молекул воды, хотя и уменьшает пространственный заряд и увеличивает пороговое значение падения скачка потенциала, при котором начинается электроконвекция, тем не менее электроконвекция сохраняется и достаточно эффективно перемешивает раствор. Однако в работе [5], не была учтена рекомбинация иионов. Можно ожидать, что учет рекомбинация молекул воды снизит влияние новых носителей тока на электроконвекцию.

При рекомбинации и выделяется достаточное количества тепла, причем вдали от межфазных границ, что может привести к развитию гравитационной конвекции.

Таким образом, теоретическое изучение одновременного влияния нарушения электронейтральности и реакции диссоциации/ рекомбинации молекул воды, разработка математических моделей этих процессов, построение эффективных алгоритмов асимптотического и численного анализа для различных типов электролитов, является актуальной проблемой.