Файл: Глущенко В.Ю. Введение в физическую адсорбцию учеб. пособие.pdf

Скачать файл (4,40Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 26.07.2024

Просмотров: 86

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Аяаговсхая велел» f здщвмшш щисппшв ш нвдшше нажат? бык

легко « в ш а т к а к иииюиимк о ш адшсшвавзаИЯ ш яез —

раххере исврбмюншп» \|цртщиппв.	Чяв пцппштгг хшж, гшкпэд^
Зат - адсорбент С «■ ton** Е } .	i a валике щ&зт жвдврн-

ы и > к ц л 1 на в в ер и осп . Значит, так менее аедош оп»

возвращения в объемнув фазу я. хах следствие, меньше ве -

роятность соударения с шлекулам* газа - носителя, “по* -

талкнвавщего" молекулы адсорбата к выходу яэ холонхя.

	Фиксируемые на выходе хэ лионки концентрация хон -
понентов А х В не		будут размыты во вреыенн, ее ля изотермы
адсорбции лежат в		области Генри. Если изотерма отклоняет
ся	от закона Са » К• С» то в уравнения (2*о)]£#const,
и,	следовательно,	(X с .^ C0H-»t* В случае изотермы вида I

Рио.54

производная <^ ' cy^LC 0 Ростом "с" уменьшается, то есть при малых концентрациях cLCdy/^C больше, чем ври боль -

них концентрациях. Тогда из (239) следует, что опорос» перемещения малых концентраций меньше, чем болыких. Это приведет к тому,что фронт полосы обост рится, а тыл растя

нется ( рис.55),

Напротив, если изо терма вспухлая к осх равновесных

133

			юнцентраций			С П на
						dtCа
			рис. 54). производная
			с ростом "с" увели
			чивается.		В	этом
			случае малые			кон -
			центрации		будут пе-
		"tjMUK	ремещаться быстрее,
Рис .56			чем	большие: фронт
полосы растянется, тмд - обострится			( рис.56). Таким об -
разом, форма хроматографической полосы ( выходной кривой)
дает возможность судить о форме изотермы адсорбщи.
Так как для газа - носителя обычно				К	I ,	то, в
соответствии с (РАО), для него:
и	о	сО
		V			(2AI)

то есть скорость перемещения газа -			носителя определяется
объемной скорость» фильтрации и свободны* ( не занятым
зернами адсорбента )	объемом "V		в колонке.		Уравнение
(PAI) может выполняться только при			условии, что концент
рации компонентов А и В на входе в толоику столь малы ,
что их переход на поверхность адсорбента				практически не

изменяет суммарного объема омеои.

Обычно изменяются относительные скорости движения

компонентов. Для случая фильтрации смеси одного сильно

адсорбирующегося вещества				и газа	-	носителя можно запиоать:
	U C	-		U	_		ЛГ
R \| =	u<		Y a- V ^
			-	f -	'	V + V a a


	_______		i _______

1 + С Я	(2A2)

Здесь	;оно	обычно отличается от единицы ыень-
ше, чей К; поэтому,	если	К	I, то и	^ f • Для
двух компонентов
		J	i h
		R\|£		(243)

Практически удобно измерять время от выпуска порции вещес

тва в колонку до выхода из нее -	так называемое время Удер
живания данного компонента - t o	( ри с,57).

С	кыход шзсдгдотого вадцасгва.
	m

/ яробы:

/ . 7j>iyojs, г а з а - к о е л т о А

Yi - Jk

г	i ,		"t-1
г
h -		— -Ьс	4

Рис 57

Для газа! - носителя

t ~:l

L° u )

(244)

Отсюда при постоянных скоростях движения через слой адсор бента данного компонента U_c и газа - носителя U a и

учитывая (242) :

135

■ Ь ц = t c - - t . = - t „ ^ 3 i

понента. Оно пропорционально константе Генри; отсюда оле -

дует обязательность разделения компонентов омеси, пос -

кольку константа взаимодействия адсорбат - адсорбент в общем зависит только от теплоты адсорбции, разной для раз ных веществ. Учитывая (2^Т ), перепишем уравнение (2*tf>)

иначе:

(247)

Произведение Х я _ -и ) есть удерживаний объем для данного компонента, равный объему газе - носителя, прошедшему че рез колонку за исправленное время удерживания.

Так как

то

(249)

Далее можно записать:

		(250)
Здесь	V r.( c )	- удерживаемый объем до выхода концентрации
"С".	Отсюда:	С

(251)

136

Зная Vo. и Y(ft)C , МОЖНО ПО ВЫХОДНОЙ КРИВОЙ ПОСТРОИТЬ!,

изотерму адсорбции. Постольку величина адсорбции "а" свя-»

зана с поверхностной концентрацией Оа уравнением

CH IU

	С п =	V a	МАМ.		( X	- —
		V a	’		”	m.
где	Ш.	- масоа	адсобента в			коленке,	запишемкженчатель-
но:
		a ~-£r \| ^ Я ( с ) ' с^-С'
							(253)
	2 . Практические			приемы разделения			смесей
	Как	уже отмечено		(	стр .123), динамика оорбции лежит

в основе многочисленных методов хроматограбив, предотавляв-
щей собой процесс распределения .вещества между подвижной
фазой ( газом или жидкостью )	*■ неподвижной фазой - жид »
костью или твердым вещеетвомт	Разделение смеоей можно осу

ществить способами:	Фронтальным, прояви тельным (	эл виновным)
и вытесни тельным.	В пгрвом случае через колонку	пропуска

ют с постоянной концентрацией смесь веществ. Наименее ад сорбирующийся ( или наименее растворимый, если яеподвиж -

ная фаза - жидкость ) гомпонент появится на выходе яз ко лонки первым* Затем появится другой компонент, но уже в смеси с первым юшонентом, затем - третий в смеон о пер вым и вторым и так далее. Как видно, в чистой виде можно

выделить только одно вещество. Если через колонку фильт руется смесь сильно адсорбирующегося и практически не ад сорбирующегося вещества, мы получим типичную выходную кри вую ( р и с .52), которая, впрочем,является одной и» разно-

137

вкдностей хроматограмм. Проявителышй (элюционный) способ

разделения заключается в том, что в поток практически не адсорбирующегося>вещества - носителя вводится небольшая

порция омеси сильнее адсорбирующихся веществ. Через неко торое время на выходе из колонкипоявится первый, найме -

нее адсорбирующийся компонент, за ним - носитель, далее -

второй	коыпонопт и	за ним опять носитель и	так	далее	(рис.
5 3 ). Достоинством		способа, является то, что	при	удачном
подборе	условий хроманедра фированияможно выделить в				чис

том виде все компоненты омеси. Наконец, если пооле введе ния в кЯ^оккУ смеси адсорбатов пропускать непрерывный по

ток вещества, адсорбирующегося сильнее любого другого в

смеси, то на выходе из колонки появится сначала наименее

адсорбирующийся компонент, затем лучше адсорбирующийся и

так да две до выхода вытеснителя. Поэтом? споооб носит наз вание вытеснительного.

Хроматография как метод подразделяется на два вида:

газовую		хроматографию и ж и д к о с т н у ю хроматографию. Внут
ри	каждого вида		можно выделить, в свою очередь, подвиды
(	рно.58	[гз]	).
			Xр о м атогра фия