Концентрационные поля и явления переноса в электромембранных системах
Специфика создания концентрационных полей в электромембранной системе. Разработка подхода к определению коэффициентов молекулярной диффузии в мембранах, основанного на совместном применении методов лазерной интерферометрии и математического моделирования.
| Рубрика | Химия |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.02.2018 |
| Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
На правах рукописи
Автореферат диссертации
на соискание ученой степени доктора химических наук
Концентрационные поля и явления переноса в электромембранных системах
Васильева Вера Ивановна
Специальность 02.00.05 - электрохимия
Воронеж _ 2008
Работа выполнена в Воронежском государственном университете.
Научный консультант: доктор химических наук, профессор Шапошник Владимир Алексеевич.
Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Агеев Евгений Петрович,
доктор химических наук, профессор Котов Владимир Васильевич,
доктор химических наук, профессор Никоненко Виктор Васильевич.
Ведущая организация: Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН.
Защита состоится 3 июля 2008 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 212.038.08 по химическим наукам при Воронежском государственном университете по адресу: 394006, г. Воронеж, Университетская пл., 1, химический факультет, ауд. 290.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного университета.
Автореферат разослан 2008 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор химических наук, профессор Семёнова Г.В.
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Одним из основных направлений развития электромембранных методов разделения и синтеза веществ, очистки природных и сточных вод является интенсификация протекающих в электромембранных системах (ЭМС) процессов за счёт повышения используемых плотностей тока, гидродинамического совершенствования электродиализных аппаратов, оптимизации их геометрических параметров. Поскольку для количественного описания электромассопереноса в ЭМС использование средних величин параметров является недостаточным, то возникает необходимость перехода к локальным величинам, образующим поля, что позволяет не только дать исходные определения процессов, но и понять их природу, предложить количественное описание явлений, дающее возможность научного прогноза и совершенствования электромембранных процессов.
Исследование механизмов доставки вещества к границе мембрана-раствор при токах выше предельного диффузионного является одним из приоритетных направлений электрохимии мембран. Для математического описания закономерностей переноса в этом случае должны быть решены системы дифференциальных уравнений с частными производными, описывающие не только электродиффузию, но и поля скоростей и температуры. Решение этих задач в настоящее время крайне затруднено, либо может быть выполнено с низкой точностью, поэтому использование экспериментальных методов исследования концентрационных полей становится необходимостью при решении фундаментальных и прикладных проблем мембранной электрохимии. Самым информативным in situ методом экспериментального исследования концентрационных полей в растворах является лазерная интерферометрия, что определило цели и задачи данной работы.
Проведенные исследования были поддержаны грантами РФФИ по темам «Теоретическое и экспериментальное моделирование электродиализа» № 95-03-09613 (1995-1997 г.г.), «Нелинейные явления переноса в электромембранных системах» № 98-03-32194 (1998-2000 г.г.), «Теория электродиффузионного переноса ионов через мембранные системы с одновременным учётом пространственного заряда, диссоциации воды и электроконвекции» № 03-03-96643 (2003-2005 г.г.), «Кинетика и динамика процесса переноса ионов в электродиализе при высокоинтенсивных токовых режимах» № 06-03-96676 (2006-2008 г.г.).
Работа выполнена в соответствии с Координационными планами НИР АН СССР по проблеме «Хроматография. Электрофорез», раздел 2.15.11.2 (1986-1990 гг.) и Научного Совета по адсорбции и хроматографии РАН, раздел 2.15.11.5 - «Разработка мембранно-сорбционных методов разделения смесей веществ и кинетики электроионитных процессов» (2000-2004 гг.), раздел 2.15.6.2 - «Исследование механизма межмолекулярных взаимодействий в ионитах и мембранах на их основе в растворах сильных и слабых электролитов и полиэлектролитов» (2000-2004 гг.), а также в соответствии с Федеральной программой 1.7.03 «Новые материалы и новые химические технологии» Миннауки РФ, тема «Исследования неравновесных процессов при сорбции физиологически активных веществ ионообменниками» (2000-2007 гг.).
Цель работы: Визуализация стационарных и нестационарных концентрационных полей в электромембранных системах с водными растворами электролитов, амфолитов и неэлектролитов методом лазерной интерферометрии для определения локальных характеристик ионного и молекулярного транспорта как научной основы создания более совершенных электромембранных технологий.
В соответствии с указанной целью были поставлены и решены следующие задачи:
1. Разработка метода многочастотной лазерной интерферометрии, основанного на применении нескольких монохроматических источников света с различными длинами волн, для in situ измерений концентрационных профилей и визуализации процессов переноса в многокомпонентных растворах на границе с ионообменными мембранами.
2. Экспериментальное исследование закономерностей формирования и развития концентрационных полей при электродиализе растворов электролитов разной природы и состава; выявление электрических, гидродинамических, геометрических параметров и механизмов транспорта, определяющих скорость массопереноса на различных стадиях концентрационной поляризации ЭМС; определение достоверности существующих математических моделей электромембранного транспорта.
3. Локальный анализ диффузионных пограничных слоёв и математическое описание стационарной одномерной диффузии при диализе с ионообменными мембранами, основанное на решении дифференциального уравнения стационарной диффузии в трёхслойной мембранной системе, для установления факторов, обеспечивающих высокую интенсивность и селективность диффузионного транспорта неэлектролитов и амфолитов через ионообменные мембраны.
Научная новизна:
· Разработан метод многочастотной лазерной интерферометрии, позволяющий проводить in situ локально-распределительный анализ многокомпонентных систем для исследования явлений переноса на разных стадиях поляризации ионообменных мембран. Определены концентрационные профили продуктов диссоциации молекул воды на границах раствора с ионообменными мембранами в области плотностей токов, превышающих предельно диффузионные.
· Измерены концентрационные профили при электродиализе раствора тернарного электролита и экспериментально подтверждено явление концентрирования менее селективного к мембране компонента.
· Установлены общие закономерности формирования и развития концентрационных полей при электродиализе растворов электролитов разной природы, силы и состава в электродиализных каналах разной геометрии с мембранами разной природы и структуры. Выявлены нелинейность и несимметричность концентрационных профилей, а также разная толщина диффузионных слоёв в растворе у мембран разной полярности. Экспериментально доказаны неравномерность распределения локальных величин (толщин диффузионных слоёв, поверхностных концентраций) по высоте мембраны в канале со свободным межмембранным пространством и немонотонность их распределения по длине канала с ионообменными спейсерами.
· Разработан метод измерения локальной предельной плотности тока на основе анализа функции поверхностной концентрации от плотности тока, актуальный для случаев, когда иные способы не дают возможности провести подобные измерения (растворы слабых электролитов и амфолитов, многокомпонентные системы). Экспериментальные данные по предельному диффузионному массопереносу при электродиализе растворов электролитов разной природы и силы обобщены в виде критериальных уравнений, используемых для расчёта локальных чисел Шервуда в предельном состоянии для электромембранных систем при ламинарном гидродинамическом режиме; проведено сопоставление полученных зависимостей с известными теоретическими соотношениями.
· Обнаружен колебательный характер концентрационного поля в растворах секций электродиализатора. Методами локально-распределительного анализа концентраций, измерения температуры и вольтамперометрии показано, что переход от стационарного состояния к автоколебательному режиму в ЭМС обусловлен возникновением термо- и электроконвективных течений на границе мембрана - раствор.
· Установлен нестационарный характер диффузионного слоя у мембраны и уменьшение его толщины по мере роста плотности тока в результате возникающей на межфазных границах конвективной неустойчивости раствора при токах выше предельного диффузионного значения. Исследована динамика возникновения и развития конвективной неустойчивости в условиях сильно неравновесных режимов мембранного переноса; измерена скорость переноса возмущений в гидродинамических потоках у поверхности мембран. Выявлен преобладающий характер конвективного механизма массопереноса при плотностях тока, значительно превышающих предельную диффузионную величину.
· Предложено математическое описание стационарной одномерной диффузии вещества через мембрану, основанное на решении уравнения Лапласа с граничными условиями первого и четвёртого рода. Полученное аналитическое решение применено для расчёта коэффициентов диффузии неэлектролитов и амфолитов в гетерогенных ионообменных мембранах. Особенностью метода было использование толщин диффузионных пограничных слоёв и локальных концентраций растворов на границе с мембраной, определённых методом лазерной интерферометрии. Показано, что величины коэффициентов диффузии биполярных ионов аминокислот в мембранах, находившихся в водородной форме выше, чем коэффициенты диффузии в мембранах, находившихся в солевых формах.
· При изучении сопряжённого диффузионного транспорта аминокислот и сахаров при диализе через ионообменные мембраны установлено наличие максимума фактора разделения, являющегося функцией концентрации раствора. Полученные зависимости интерпретированы на основе свойства концентрационного насыщения, характерного для явления «облегчённого» транспорта в селективных мембранах.
Практическая значимость.
Для автоматического управления электромембранными установками опреснения природных вод, глубокой очистки природных и сточных вод необходимы математические модели. Метод лазерной интерферометрии позволяет тестировать различные модели и определить наиболее эффективную для конкретного процесса.
В тех многочисленных случаях, когда теоретическое описание невозможно, метод лазерной интерферометрии даёт возможность оптимизации процессов мембранного разделения сложных смесей, так как позволяет непосредственно измерять профили концентраций и температур в аппарате, выявлять участки наибольшей и наименьшей интенсивности массопереноса, совершенствовать геометрические параметры. Обобщение локальных и интегральных характеристик в виде функций обобщённых переменных даёт возможность определения оптимальных параметров подобных промышленных установок, используемых в водоподготовке, химической и биотехнологической промышленности.
Результаты работы по изучению процессов транспорта ионов через ионообменные мембраны при интенсивных токовых режимах электродиализа использованы при разработке электромембраннных технологий получения деионизованной воды в Инновационном предприятии «Мембранная технология» (г. Краснодар, Россия).
Основные положения работы вошли в курсы лекций по мембранным методам разделения и мембранной электрохимии, читаемых на кафедре аналитической химии Воронежского государственного университета и кафедре физической химии Кубанского государственного университета. Разработанные экспериментальные методики используются в лабораторных работах студентов 5 курса и аспирантов химического факультета Воронежского государственного университета.
Положения, выносимые на защиту:
1. Предложенный метод многочастной лазерной интерферометрии, основанный на линейности и аддитивности смещения интерференционной полосы как функции концентрации и температуры, позволяет измерять in situ локальные концентрации многокомпонентных растворов.
2. Формирование концентрационных полей в электромембранных системах имеет ряд специфических особенностей:
- нелинейность и несимметричность концентрационных профилей в растворе у мембран разной полярности;
- неравномерность и немонотонность распределения толщин диффузионных пограничных слоёв по координате подачи раствора в канале со свободным межмембранным расстоянием и с ионообменными спейсерами соответственно;
- концентрирование в диффузионном пограничном слое менее селективного к ионообменной мембране иона при электродиффузии тернарного электролита;
- разные знаки градиентов рН и температур по сравнению с градиентами концентрации обессоливаемого электролита на границах растворов с ионообменными мембранами при превышении предельной диффузионной плотности тока.
3. Экспериментальная апробация методом лазерной интерферометрии математических моделей электродиализа при токах, не превышающих предельные диффузионные, установила корректность конвективно-диффузионных моделей ионного транспорта, учитывающих распределение плотности тока по координате направления подачи раствора, а также числа переноса ионов в растворах и мембранах.
4. Автоколебательный характер концентрационного поля и уменьшение толщины диффузионного пограничного слоя при высокоинтенсивных токовых режимах связаны с возникновением конвективной неустойчивости, природа, масштаб и интенсивность которой определяются электрическими, гидродинамическими и геометрическими параметрами ЭМС.
5. Расчёт коэффициентов молекулярной диффузии в ионообменных мембранах может быть осуществлён сочетанием аналитического решения сопряжённой краевой задачи одномерной стационарной диффузии в трёхслойной системе, включающей мембрану и прилегающие к ней диффузионные слои, с использованием экспериментально измеренных параметров диффузионных пограничных слоёв.
Публикации: Основное содержание диссертации отражено в 158 работах, в том числе в 43 статьях, одной монографии (в соавторстве) и главе в коллективной монографии (в соавторстве). Из них 27 работ опубликованы в отечественных и международных журналах, входящих в утверждённый ВАК РФ перечень научных изданий.
Апробация результатов исследования.
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на V-VII Международных Фрумкинских Симпозиумах «Фундаментальная электрохимия и электрохимическая технология» (Москва; 1995,2000,2005г.г.); Всесоюзных и Международных конференциях по мембранной электрохимии (Анапа, 1994г.; Сочи, 2000г.; Туапсе, 2004-2007г.г.); Всероссийских конференциях по мембранам и мембранным технологиям МЕМБРАНЫ (Москва; 1995,1998,2001,2004,2007г.г.); Республиканской конференции «Мембраны и мембранная технология» (Киев; 1991г.); Всероссийском симпозиуме по химии поверхностей, адсорбции и хроматографии (Москва; 1999г.); Всесоюзных конференциях «Применение ионообменных материалов в промышленности и аналитической химии» (Воронеж; 1991,1994г.г.); Всероссийской конференции «Физико-химические основы и практическое применение ионообменных материалов» (Воронеж; 1996г.); III Международном симпозиуме «100 лет хроматографии» (Москва; 2003г.); Всероссийской конференции «Актуальные проблемы аналитической химии» (Москва; 2002г.); VIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань; 2003г.); Всероссийских конференциях «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах - ФАГРАН» (Воронеж; 2002,2004,2006г.г.); Всероссийской конференции «Аналитика России» (Москва; 2004г.); Региональных конференциях «Проблемы химии и химической технологии» (Липецк, 1993,1997г.г.; Тамбов 1994,1996,1997г.г.; Воронеж 1995,1998,2000,2001г.г.); Всероссийском симпозиуме «Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях» (Москва-Клязьма, 2007г.); Международных конференциях и конгрессах: ECASIA (Монтрё, Швейцария; 1995г.); ICOM (Торонто, Канада; 1999г.; Тулуза, Франция; 2002г.; Сеул, Корея; 2005г.); Separation science and technology (Гатлинбург, США; 1999 г.); EUROMEMBRANE (Гамбург, Германия; 2004г.); CITEM (Валенсия, Испания; 2005г.); Desalination and the Environment (Портофино, Италия; 2005г.); International Congress on analytical science ICAS (Москва, 2006г.).
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав основного текста, выводов, списка обозначений и сокращений, списка цитируемой литературы. Материал диссертации изложен на 480 страницах машинописного текста, включая 166 рисунков, 18 таблиц, список литературы на 62 страницах текста (569 источников), 3 акта об использовании результатов (3 страницы Приложения).
Личный вклад автора в работу состоял в формировании научного направления, постановке конкретных задач, интерпретации и обсуждении результатов совместно с научным консультантом. Все экспериментальные работы выполнены лично автором.
Основное содержание работы
Введение содержит обоснование актуальности проведенного исследования, цели и задачи работы, ее научную новизну, практическую значимость и положения, выносимые на защиту.
Глава 1. Теоретическое и экспериментальное исследование явлений переноса в электрохимических системах (обзор литературы).
Материал главы содержит анализ основных результатов теоретических и экспериментальных исследований конвективно-диффузионного переноса в электрохимических системах, теории диффузионного пограничного слоя, закономерности транспорта ионов через ионообменные мембраны при электродиализе. Рассмотрены краевые задачи, описывающие концентрационные поля и поля скоростей при электродиализе с чередующимися катионообменными и анионообменными мембранами, дана оценка возможностей теоретического прогнозирования электромембранных процессов. Сделан вывод о принципиальной недостаточности теоретического анализа процесса и экспериментальных подходов, основанных на измерении средних параметров электромембранных процессов. Обоснована необходимость использования экспериментальных методов измерения концентрационного поля при электродиализе. Показано, что наиболее информативным методом экспериментального исследования концентрационных полей в электрохимических системах является лазерная интерферометрия. Проведен анализ работ по использованию метода лазерной интерферометрии для измерения концентрационных профилей растворов на границах с мембранами. Сделан вывод об отсутствии работ по лазерной интерферометрии многокомпонентных растворов, изучению процессов с малым межмембранным расстоянием при электродиализе и анализу состояния электромембранных систем при проведении процессов при высокоинтенсивных токовых режимах. Проведенный анализ литературы позволил сформулировать цели и задачи настоящей работы.
Глава 2. Объекты и методы исследования.
В главе 2 приводятся основные физико-химические, равновесные и кинетические характеристики ионоселективных мембран и растворов, играющие существенную роль при формировании концентрационных полей, и методы исследования мембранных систем.
Для исследований были взяты отечественные серийные гетерогенные катионообменные мембраны марки МК-40, МК-41, анионообменные мембраны марки МА-40, МА-41 производства ОАО «Щекиноазот» и растворы сильных, слабых электролитов, амфолитов (нейтральных б-аминокислот), неэлектролитов (сахаридов и низших алифатических спиртов).
Рис.1. Электродиализная оптическая ячейка с чередующимися катионообменными (МК) и анионообменными (МА) мембранами; 1-7 номера секций.
В работе впервые реализована возможность измерения концентрационных профилей при малом межмембранном расстоянии, которое обычно используют в промышленных электродиализаторах. Эксперименты были проведены в электродиализаторе, разделенном на семь секций чередующимися катионообменными и анионообменными мембранами, принципиальная схема которого показана на рис.1.
Секция 4 была изготовлена из оптического стекла. Высота мембранного канала L составляла 4,2•10-2 м, ширина 2,4•10-2 м, межмембранное расстояние h варьировалось от 8•10-3 м до 7•10-4 м. Электродиализ проводили в гальваностатическом режиме. Эксперименты по диализу были проведены в аппарате, содержащем две секции, разделенные катионообменной или анионообменной мембраной.
Принципиальная схема интерферометрической установки типа Маха-Цендера состояла из монохроматического источника излучения, двух отражающих и двух разделяющих световой пучок полупрозрачных зеркал, расположенных в виде прямоугольника или параллелограмма, линз и экрана, на котором регистрировалась интерференционная картина. Полученные интерферограммы были представлены в виде отдельных фотографий и видеосюжетов. Один из пучков света проходил через секцию 4 (рис.1) параллельно поверхности мембран. Особенностью метода было одновременное использование лазеров с различной длиной волны для локально-распределительного анализа растворов нескольких компонентов. Были применены перестраиваемый аргоновый лазер ЛГН-503 с длинами волн 457,9 и 514,5 нм, лазер непрерывного действия на парах кадмия с длиной волны 441,6 нм и гелий - неоновый лазер ЛГН-207В с длиной волны 632,8 нм.
Изменение концентрации в диффузионном слое ДС, связанное с изменением показателя преломления раствора Дn, выражалось через относительное смещение интерференционных полос S:
, (1)
где l - толщина оптической ячейки по направлению прохождения света, л - длина волны монохроматического источника света, г - коэффициент чувствительности определения, который определялся при предварительной градуировке интерферометра. В работе использовались величины смещения интерференционных полос, нормированные на расстояние между максимумами оптической плотности двух соседних полос b, так как абсолютные смещения Дy различны для разных плоскостей наблюдения.
Так как величина относительного смещения является функцией длины волны, то для измерения концентрации нескольких веществ было необходимо измерение парциальных чувствительностей
как функций длины волны. Для определения парциальных коэффициентов чувствительности в оптической ячейке без мембран пропускали стандартные растворы исследуемых веществ и измеряли относительные сдвиги полос при постоянной толщине оптической ячейки и заданной длине волны монохроматического источника. Результатом измерения была градуировочная матрица, в которой индекс относился к компоненту, а индекс к длине волны
(2)
Интерференционные полосы являлись концентрационными профилями в масштабе, определяемом коэффициентами чувствительности. Процедуру декодирования интерферограмм иллюстрирует рис.2. Значение локальной концентрации раствора в рассматриваемой точке находили согласно (3)
, (3)
где - концентрация за пределами диффузионного слоя.
Координаты рассматриваемых произвольных точек находили, предварительно определив масштаб фотографированием эталона длины. В качестве эталона длины использовали оптическую щель шириной 1·10-3 м.
а б
Рис. 2. Интерферограммы раствора на границе с ионообменной мембраной; (x,y) - произвольная точка в растворе, b - расстояние между центрами соседних интерференционных полос, Дy - смещение полосы от первоначального положения, дN - диффузионный пограничный слой Нернста, д - реальный диффузионный пограничный слой, 1 - фаза мембраны, 2 - фаза раствора.
Для локально-распределительного анализа многокомпонентных систем использовали в качестве главного минора детерминанта матрицу (2). Искомые локальные концентрации или температуры находили методом решения линейных уравнений Крамера. При подстановке в определители числителя свободных членов системы линейных уравнений, они являются величинами рассчитанного по интерферограмме относительного смещения полосы при выбранных частотах монохроматических источников
(4)
В системе из n компонентов необходимо применение разных монохроматических источников света, количество которых должно быть не менее числа исследуемых компонентов раствора. Разработанный метод позволял проводить одновременно измерения концентрационных и температурных полей, так как был установлен линейный характер величины относительного смещения интерференционных полос как функции концентрации и температуры, а также аддитивность вкладов разных компонентов в сигнал.
Так как интерферограммы, градуированные по эталонам длины, показали нелинейность распределения концентрации внутри диффузионного слоя, то эффективная толщина диффузионного пограничного слоя в линейном приближении Нернста дN определялась как расстояние от межфазной границы до точки пересечения касательных к концентрационному профилю на границе раздела фаз и в глубине раствора (рис. 2б). В качестве толщины реального диффузионного пограничного слоя принималось расстояние от границы до точки в растворе с концентрацией 0,99 C0.
Для проведения лазерно-интерферометрического динамического анализа нестационарного концентрационного поля при высокоинтенсивных токовых режимах результаты измерения флуктуаций интерференционной полосы записывали в виде временных рядов длиной (2-3)·103 отсчётов. Для этого интерференционная картина регистрировалась видеокамерой с частотой дискретизации 15 Гц, которая затем была представлена в цифровом виде.
Определены метрологические характеристики анализа концентрационных полей. Линейная и поверхностная геометрические разрешающие способности метода составляли (1-5)•10-6 м и 104 соответственно.
Оценён вклад систематических измерительных погрешностей, обусловленных рефракцией световых лучей на межфазной границе, неточной фокусировкой прибора, угловыми отклонениями и краевыми эффектами, выявлены пути минимизации и устранения причин погрешностей. Оценка влияния случайных погрешностей показала, что относительные стандартные отклонения при измерении локальных концентраций и толщин диффузионных пограничных слоев находились соответственно в интервалах 0,03-0,12 и 0,01-0,11.
В настоящей работе были использованы стандартные методы испытания ионообменных мембран, известные спектральные, электрохимические, хроматографические, титриметрические методы анализа растворов, традиционные методы измерения вольтамперных кривых и температур растворов. Для измерения шероховатости поверхности мембран были применены методы электронной и атомно-силовой микроскопии.
Глава 3. Концентрационные поля в растворах на границе с ионообменными мембранами и верификация математических моделей электродиффузионного переноса.
В главе 3 представлены результаты экспериментального измерения концентрационных полей при электродиализе в секции обессоливания при токах, не превышающих предельную диффузионную величину, в растворах сильных, слабых электролитов и амфолитов в условиях естественной и вынужденной конвекции; проведена проверка согласования полученных методом лазерной интерферометрии результатов с численными и аналитическими решениями известных электродиффузионных задач, описывающих корреляции параметров при электродиализе с ионообменными мембранами.
Одним из наиболее важных результатов выполненного исследования являлось измерение концентрационных полей при электродиализе с малым межмембранным расстоянием, при котором происходило перекрывание диффузионных пограничных слоев и минимизировались пространственные области, в которых не происходили концентрационные изменения. Рис.3 показывает концентрационные профили в растворе секции обессоливания для межмембранного расстояния 2·10-3м, соответствующего электродиализаторам типа «Родник». Значительная часть межмембранного пространства сохраняла начальную концентрацию, что снижало эффективность его работы. При уменьшении величины межмембранного расстояния до 5·10-4м происходило перекрывание диффузионных пограничных слоев, и во всем межмембранном пространстве происходили концентрационные изменения.
Рис. 3. Интерферограммы раствора секций обессоливания с межмембранным расстоянием 2·10-3 м (а) и 5·10-4 м (б) при электродиализе 10-1 М раствора хлорида натрия при плотности тока 5 А/м2 и линейной скорости подачи 2·10-3 м/с.
Одной из задач работы было применение лазерной интерферометрии для верификации известных математических моделей электромембранного транспорта. Рис.4 показывает сравнение полученных экспериментальных концентрационных профилей с рассчитанными по конвективно-диффузионной модели процесса электродиализного обессоливания раствора бинарного электролита для ионообменных мембран реальной селективности при ламинарном гидродинамическом режиме [В.И. Заболоцкий, Н.П. Гнусин, В.В. Никоненко, М.Х. Уртенов // Электрохимия.- 1985. -Т.21, № 3.- С.296-302].
Рис.4. Концентрационные профили в секции обессоливания при электродиализе раствора хлорида натрия при плотности тока 5,4 А/м2 (1) и 19,3 А/м2 (2): C0(NaCl)=2,0•10-2М, h=1,5•10-2м, V=1,0•10-2 м/с. Точки - эксперимент, сплошные линии - расчёт по конвективно-диффузионной модели.
Нелинейность концентрационных профилей заключалась в максимальном значении градиента концентрации на границе мембрана - раствор и постепенном его уменьшении до нуля в области, где концентрация раствора оставалась равна начальной (или постоянной). Несимметричность концентрационных профилей проявлялась в образовании большего градиента концентрации и, соответственно, скорости массопереноса, у мембраны с большей разностью чисел переноса противоионов в мембране и растворе.
Анализ согласования экспериментальных и рассчитанных результатов с помощью распределения Пирсона показал достоверное согласование при плотности тока 5,4 А/м2 и вероятность согласования 0.90 при плотности тока 19,3 А/м2.
Одной из важнейших характеристик электрохимической кинетики, определяющей величину потока вещества на границе раствор - мембрана, является размер диффузионного пограничного слоя. Были получены экспериментальные зависимости величин диффузионного пограничного слоя как функции скорости подачи раствора, координаты по направлению подачи раствора, концентрации и плотности тока в канале со свободным межмембранным расстоянием при ламинарном гидродинамическом режиме. Рис.5 показывает зависимости толщины диффузионного слоя от скорости подачи раствора (а) и координаты по направлению его подачи (б).
Величины д и дN изменялись по одному закону, однако реальная толщина диффузионного слоя была заметно больше толщины слоя Нернста. Отношение эффективных толщин к реальным в области токов ниже предельного диффузионного значения, находилось в интервале 0,56 ± 0,06, что согласуется с соотношением дN = 0,57·д, характерным для электродных систем в условиях естественной конвекции.
А б
Рис.5. Зависимости реальной (д) и эффективной (дN) толщин диффузионного пограничного слоя в 1,0•10-2 М растворе хлорида натрия на границе с катионообменной мембраной МК-40 при электродиализе от скорости подачи раствора V на расстоянии y =1,1•10-2м от входа в канал (а) и от координаты по направлению подачи раствора (б) при V = 6,3•10-4м/с, i = 4,7А/м2, h=1,5·10-3м. Точки - эксперимент; сплошная кривая - расчет по конвективно-диффузионной модели [Заболоцкий В.И. и др.// Электрохимия.-1985.-Т.21,№3.-С.296-302.]; прерывистая линия - расчет по уравнению (5).
Представленные зависимости удовлетворительно согласовались с результатами численного решения конвективно-диффузионной модели электродиализа и рассчитанными по приближённому аналитическому решению (5), полученному Левеком (Leveque) для начального участка щелевого канала
, (5)
в котором D - коэффициент диффузии вещества, h - межмембранное расстояние, y - расстояние по координате подачи раствора в секцию (начало координаты в плоскости ввода раствора), - средняя скорость подачи раствора.
На основе анализа экспериментальных концентрационных профилей бинарного электролита в растворе секции электродиализатора было установлено, что диффузионный пограничный слой зависит от разности чисел переноса противоионов в мембране и растворе и плотности тока, которые не учитываются уравнением (5) и конвективно-диффузионной моделью.
Сравнение концентрационных профилей внутри диффузионного пограничного слоя в растворах различных электролитов представлено на рис.6. Параметры диффузионных пограничных слоёв исследуемых электролитов приведены в таблице 1.
Рис.6. Распределение концентраций хлорида натрия (1), хлороводородной кислоты (2), ацетата натрия (3), уксусной кислоты (4) в диффузионном пограничном слое анионообменной мембраны МА-40 при электродиализе индивидуальных растворов: С0= 5·10-2 М, i = 30,0 А/м2, V=2,6·10-3 м/с, y= 1,6·10-3 м, h= 1·10-3 м.
Таблица 1. Параметры диффузионных пограничных слоёв в растворах электролитов на границе с анионообменной мембраной МА-40: C0 = 5·10-2 М , i = 30,0 А/м2 , V=2,6·10-3 м/с, y=1,6·10-2 м, h=1,0·10-3м.
|
Электролит |
t- |
D, 10-9 м2/с |
дN, 10-4 м |
д, 10-4 м |
дN/д |
CS, 10-2 Мэксперимент |
||
|
эксперимент |
расчётпо (5) |
|||||||
|
NaCl |
0,61 |
1,51 |
2,0 |
2,1 |
3,8 |
0,53±0,04 |
4,0 |
|
|
HCl |
0,17 |
3,10 |
2,5 |
2,7 |
4,2 |
0,59±0,03 |
3,8 |
|
|
CH3COONa |
0,44 |
1,12 |
1,8 |
1,9 |
3,2 |
0,56±0,02 |
3,5 |
|
|
CH3COOH |
0,10 |
1,26 |
1,9 |
2,0 |
3,5 |
0,54±0,04 |
2,9 |
Расчёт градиентов концентрации по приводимым данным показал, что самую большую толщину диффузионного слоя и минимальный градиент концентрации 48 М/м для выбранных условий эксперимента имела хлороводородная кислота в связи с самым высоким коэффициентом диффузии в растворе. Слабый электролит (уксусная кислота) имела минимальную концентрацию на границе с мембраной и максимальный градиент концентрации 110 М/м вследствие самого низкого значения числа переноса аниона среди сравниваемых электролитов.
Для интенсификации массопереноса при электродиализе используют турбулизаторы потока (спейсеры), которые прерывают диффузионный пограничный слой и предотвращают слипание мембран.
Рис.7. Интерферограмма раствора хлорида натрия в секции обессоливания электродиализатора с ионопро-водящими спейсерами в межмембранном пространстве; С0 (NaCl) =2,010-2М, i=16,7A/м2, V= 4,2·10-5 м/с (Re = 5), h=2·10- 3м, расстоянии между центрами соседних спейсеров 3,010-3м, при координатах по направлению подачи раствора 2,010-2 м y 3,010-2 м.
Рис. 7 показывает интерферограмму раствора секции обессоливания при использовании прямоугольных ионообменных спейсеров, на которой видны области возвратного течения, образующегося вследствие отрыва потока при обтекании раствором поверхности спейсера.
По аналогии с каналом со свободным межмембранным пространством были отмечены несимметричное развитие концентрационных профилей и общая тенденция роста толщины диффузионного слоя по координате подачи раствора.
Рис.8. Диффузионные пограничные слои на границе катионо-обменной мембраны МК-40 как функции координаты по направлению подачи раствора хлорида натрия в канале со свободным межмембранным пространством (1) и в канале с ионо-проводящими спейсерами (2); С0(NaCl)=2,010-2М, i=16,7A/м2, V= 4,2·10-5 м/с (Re=5), h=2·10-3 м, расстоянии между центра-ми соседних спейсеров 3,010-3 м; штрихом обозначены спейсеры, находящиеся на поверхности мембраны, для которой рассматриваются полученные зависимости.
Однако, в отличие от монотонного увеличения толщины диффузионного слоя и уменьшения поверхностной концентрации по длине канала со свободным межмембранным пространством, в канале со спейсерами происходило прерывание диффузионного слоя (рис.8).
Для оценки эффективности массопереноса различных областей пространства были рассчитаны по уравнению (6) локальные числа Шервуда (безразмерные градиенты концентрации)
, (6)
Где - градиент концентрации на границе раздела мембрана - раствор для координаты по направлению подачи раствора y, d - характерный размер, равный удвоенному межмембранному расстоянию, С0 - начальная концентрация за пределами диффузионного пограничного слоя. Корректность измерения локальных чисел Шервуда методом лазерной интерферометрии достигалась использованием реальных значений эффективной толщины диффузионного слоя и поверхностной концентрации, что особенно важно для канала со спейсерами, когда локальные величины являются периодически изменяющимися.
Результаты экспериментальных исследований и расчётов по математической модели электродиализа с ионообменными мембранами и ионопроводящими спейсерами [Григорчук О.В., Коржов Е.Н., Шапошник В.А.//Электро-химия.-1997.-Т. 33, № 8.- С.885-890] представлены на рис. 9.
Рис.9. Распределение локальных чисел Шервуда Sh у поверхности анионообменной мембраны МА-40 в канале с ионопроводящими спейсерами при электродиализе раствора хлорида натрия: С0(NaCl) = 2·10-2 М, i = 16,7 А/м2, V = 4,2·10-5 м/с (Re=5), расстоянии между центрами спейсеров l/h = 1,5. Прерывистая линия - расчёт по модели, сплошная линия - эксперимент.
Применение спейсеров приводило к увеличению локальной скорости потока раствора в местах сужения канала и образованию зон повышенного массопереноса, но с другой стороны, присутствие спейсера на поверхности мембраны способствовало образованию застойных зон в углах перед спейсером. В зависимости от положения участка поверхности относительно спейсера, локальная скорость массопереноса изменялась в 2-3 раза, а результирующим эффектом было увеличение скорости массопереноса в 2 раза по сравнению с аппаратом, в котором межмембранное пространство оставалось свободным.
Реальные электромембранные системы, как правило, многокомпонентны, причем потоки ионов сопряжены и влияют друг на друга.
Измерение концентрационных профилей тернарного электролита, содержащего хлориды натрия и кальция, на границе с катионообменной мембраной МК-40 методом двухчастотной лазерной интерферометрии показало принципиальное различие с профилями растворов индивидуальных компонентов. Особенности формы концентрационных профилей заключались в увеличении локальной концентрации менее селективного к мембране противоиона натрия по мере приближения к границе раздела мембрана - раствор при малых токах в случае смешаннодиффузионного контроля кинетики переноса (рис.10а). Таким образом, нетривиальный факт увеличения концентрации менее селективного к мембране компонента в обессоливаемом диффузионном слое при малых токах, предсказанный теоретически в модели электродиффузии тернарного электролита Никоненко В.В., Заболоцкого В.И. и Гнусина Н.П. [Электрохимия.-1980.-Т.16, № 4.-С.556-564.], был подтверждён экспериментально.
электромембранный молекулярный лазерный интерферометрия
а б
Рис.10. Концентрационные профили хлоридов натрия (1, 1/) и кальция (2, 2/) в растворе на границе с катионообменной мембраной МК-40 при плотности тока 0,25 ilim (а) и 0,50 ilim (б), С0(NaCl)=5·10-3М и C0(CaCl2)= 2,5·10-3М, V=8·10-4 м/с, y=1,1·10-2м. Сплошная линия - экспериментальные значения, прерывистая линия - расчет по модели электродиффузии тернарного электролита.
Причиной концентрирования являлся конкурентный транспорт катионов натрия и кальция через селективную катионообменную мембрану. Сульфокатионообменная мембрана МК-40 предпочтительно пропускала двухзарядные ионы кальция и являлась определённым барьером в отношении однозарядных ионов натрия при малых плотностях тока, что обеспечивало достаточно высокую эффективность разделения. При плотности тока 0,50 ilim перенос определялся внешнедиффузионной кинетикой и концентрация катионов натрия в диффузионном пограничном слое уменьшалась (рис.10б), а эффективность разделения снижалась. При этом достоверность согласования профилей как хлорида натрия, так и хлорида кальция, оставалась достаточно высокой (0,93 и 0,91 соответственно).
Глава 4. Диффузионные пограничные слои и предельное состояние электромембранных систем.
В четвёртой главе предложен лазерно-интерферометрический метод измерения предельной диффузионной плотности тока по зависимости локальной поверхностной концентрации от плотности тока. Обосновано его применение для изучения предельного состояния в растворах слабых электролитов, амфолитов и многокомпонентных системах.
Скорость массопереноса в электрохимических системах лимитирована процессом молекулярной диффузии и максимальному потоку ионов соответствует предельный диффузионный ток, при котором достигается максимальный градиент концентрации при минимальной поверхностной концентрации.
Рис. 11 показывает экспоненциальное убывание поверхностной концентрации раствора с ростом функции плотности тока.
Рис.11. Поверхностная концентрация хлорида натрия (1), вольтамперная характеристика (2) в электромембранной системе 1,0·10-2 М раствор хлорида натрия - мембрана МК-40; V = 8·10-4 м/с, y = 1·10-3 м.
Пересечение с осью токов каса-тельной к этой функции, проведённой к начальному участку, дает величину пре-дельной плотности, согласующуюся с найденной традиционным методом вольт-амперных кривых (кривая 2). Минимуму функции поверхностной концентрации от плотности тока соответствовала область токов второго изменения наклона вольт-амперной кривой, что обусловлено наложением на электродиффузионный перенос через мембрану сопряжённых эффектов концентрационной поляризации.
Таблица 2 дает сравнение экспериментальных результатов, полученных методом лазерной интерферометрии, с рассчитанными по уравнению (7).
Для электродиффузионного процесса со свободным межмембранным расстоянием и при ламинарном гидродинамическом режиме из уравнения Левека следует выражение для предельного диффузионного тока
, (7)
где d - удвоенное межмембранное расстояние h, - коэффициент молекулярной диффузии, С0 - начальная концентрация раствора, у - координата по направлению подачи раствора,
- число Пекле, V - скорость подачи раствора.
Таблица 2. Экспериментальные и рассчитанные значения локальной предельной диффузионной плотности тока ионообменных мембран при электродиализе растворов сильных электролитов; С0=1,0 ·10-2 М, V=1,6·10 -3 м/с, h = 1,5·10-3 м, y = 1,3·10-2 м.
|
Электролит |
Предельные диффузионные плотности тока, А /м2 |
||||
|
МК-40 |
МА-40 |
||||
|
эксперимент |
расчет |
эксперимент |
расчет |
||
|
9.3 |
9.0 |
13.8 |
15.9 |
||
|
11.2 |
11.5 |
7.4 |
8.2 |
||
|
53.4 |
59.2 |
11.2 |
11.2 |
Было экспериментально установлено неравномерное достижение предельного состояния по высоте мембраны. Распределение предельного диффузионного тока на мембране МК-40 определялось выражением , а рассчитанное согласно (7) ilim = 1,6·y -0,33 . Токи, соответствующие минимальному значению концентрации на границе мембрана-раствор, изменялись по координате подачи раствора согласно .
Метод лазерной интерферометрии дал возможность измерить предельную диффузионную плотность тока, когда традиционные методы, в том числе метод вольтамперных кривых, не позволял получить информацию. К числу таких объектов относятся слабые электролиты, так как в отличие от типичного вида ВАХ мембраны в растворе сильного электролита, поляризационные кривые для подобных систем имели линейный характер.
Анализ данных, полученных на основе функции CS - i для гомологического ряда предельных алифатических кислот, показал, что величины ilim1, удовлетворительно согласовались с рассчитанными по (7) значениями. К особенностям предельного состояния в электромембранных системах, содержащих слабые электролиты, следует отнести его наступление при гораздо больших значениях поверхностной концентрации, чем в системах с сильными электролитами. Установлено, что с уменьшением констант диссоциации предельных алифатических кислот величина предельной плотности тока падала, а соответствующая ей поверхностная концентрация возрастала.
Обобщение результатов по изучению предельного локального диффу-зионного массопереноса при ламинарном гидродинамическом режиме пред-ставлением экспериментальных градиентов концентрации в обобщённых переменных позволило получить критериальное уравнение с эмпирическими параметрами
, (8)
в котором коэффициент А определен с точностью 1,26±0,07.
Рис.12 показывает согласование полученных методом лазерной интерферометрии значений локальных чисел Шервуда и величин, рассчитанных из приближенного решения Левека-Ньюмена известной задачи Граца [Дж.Ньюмен. Электрохимические системы.- М.: Мир, 1977.-С.352.] согласно выражению (7).
Рис.12. Корреляция экспериментальных и теоретических локальных чисел Шервуда для предельного диффузионного массопереноса в электромембранных системах, содержащих разные классы электролитов.
Корректное сопоставление экспериментальных и рассчитанных значений при использовании критерия Пирсона показало достоверность согласования близкую к 1,0 при ч2=0,27, что даёт возможность прогнозирования локального предельного диффузионного массопереноса через ионообменные мембраны при электродиализе в ламинарном гидродинамическом режиме.
При изучении диффузионных пограничных слоев при электродиализе растворов амфолитов (нейтральных аминокислот с разными изоэлектрическими точками) было выявлено уменьшение градиентов концентрации при плотностях тока, соответствующих предельным диффузионным значениям. Перезарядка ионов амфолита, вызванная изменением pH на межфазных границах при превышении предельной диффузионной плотности тока, приводила к ограничению потока аминокислоты через ионообменную мембрану, названному «барьерным эффектом» [Shaposhnik V.A., Eliseeva T.V.// J.Membr.Sci.-1999.-Vol.161.- P.223]. Барьерный эффект сопровождался резким увеличением поверхностной концентрации и уменьшением реальной толщины диффузионного слоя, которые для других классов электролитов в этой области токов не характерны, что дало возможность определения предельного состояния по функциональной зависимости толщины диффузионного слоя от плотности тока.
Принципиально новое решение задачи получено при изучении предельного состояния в электромембранных системах, содержащих многоионные растворы, на вольтамперограммах которых отсутствуют какие-либо признаки, позволяющие определить парциальные предельные плотности токов компонентов.
При исследовании электродиффузии раствора тернарного электролита методом лазерной интерферометрии было установлено, что парциальные предельные плотности тока отличались от величин, полученных для индивидуальных компонентов. Минимальные значения поверхностных концентраций компонентов достигались при разных плотностях тока. Между тем, теоретическая модель электродиффузии тернарного электролита при электродиализе предполагает в предельном состоянии достижение концентрацией нулевого значения одновременно для обоих компонентов.
Глава 5. Явления переноса в электромембранных системах при высокоинтенсивных токовых режимах.
В главе 5 представлены результаты измерения концентрационных и тепловых полей, визуализация гидродинамической картины течения растворов в электромембранных системах при токах, превышающих предельную диффузионную величину, и анализ гипотез механизма транспорта ионов при высокоинтенсивных токовых режимах.
При достижении ilim процесс электромембранного переноса принципиально меняется. На границах раствор - мембрана достигаются минимальные концентрации, появляются новые переносчики электричества и включаются новые механизмы транспорта ионов. Ток переносят не только ионы основного электролита, но и продукты диссоциации воды на межфазных границах. Система самопроизвольно становится многокомпонентной и неизотермичной.
а б
Рис.13. Концентрационные профили хлорида натрия (а) и продуктов диссоциации воды (б) в растворе секции обессоливания с катионообменной мембраной МК-40 и анионообменной мембраной МА-40 при электродиализе C0=1,0·10-2 М, V=1,26·10-3 м/с, h= 1,5·10-3м, y= 1,1·10-2 м.
Наиболее важным примером использования многочастотной лазерной интерферометрии явилось одновременное измерение распределения в секции обессоливания в диапазоне токов втрое превышающих предельную диффузионную величину (рис.13).
Выявлены разные знаки градиентов концентрации обессоливаемого электролита по сравнению с градиентом концентраций продуктов диссоциации воды и температуры, а максимальные их значения были локализованы на границе раствора с мембраной. Рассмотрение зависимостей соответствующих поверхностных характеристик (концентрации образующихся кислоты и основания и температуры) показало, что интенсификации процесса диссоциации молекул воды и росту температуры соответствует область токов первого изменения наклона вольтамперной кривой.
...Подобные документы
Сущность понятия диффузия. Классификация методов экспериментального исследования. Феноменологическая теория диффузии. Описание безградиентных методов. Основа молекулярно-кинетической теории, ее возможности. Термодинамическая сторона диффузионных явлений.
реферат [22,7 K], добавлен 20.01.2010Методы 3D QSAR/QSPR. Концепция непрерывных молекулярных полей. Визуализация молекулярных полей, полей регрессионных коэффициентов. Построение моделей 3D QSAR/QSPR на основе функций принадлежности точки атомным типам. Оценка качества 3D-QSAR/QSPR моделей.
дипломная работа [653,1 K], добавлен 16.06.2013Исследование методов электромембранной технологии: электродиализа и электролиза. Анализ освобождения коллоидных растворов от растворённых в них низкомолекулярных соединений при помощи полупроницаемой мембраны. Обзор морфологии и классификации мембран.
реферат [418,7 K], добавлен 14.12.2011Суперионные проводники - твердые тела, обладающие свойством быстрого ионного переноса и высокой ионной проводимостью. Получение монокристаллов в системах на основе AgJ. Исследование гетеропереходов с чистыми и легированными суперионными проводниками.
автореферат [1,4 M], добавлен 22.03.2009Философские аспекты моделирования как метода познания окружающего мира. Гносеологическая специфика моделей. Классификация моделей и виды моделирования. Моделирование молекул, химических процессов и реакций. Основные этапы моделирования в химии.
реферат [70,7 K], добавлен 04.09.2010Расчет содержания хлористоводородной и уксусной кислот при совместном присутствии методом потенциометрического титрования. Основание потенциометрических методов на измерении электродвижущих сил, критерии их классификации. Приборы и реактивы, ход работы.
лабораторная работа [85,6 K], добавлен 10.05.2012Диффузия из неограниченного источника. Построение профиля распределения примеси при изготовлении p-n перехода диффузией из постоянного источника. Коэффициент диффузии при температуре загонки. Концентрация исходной примеси и на поверхности пластины.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 13.06.2013Механическая модель молекулы. Методы компьютерного моделирования полимеров, Монте Карло и молекулярной динамики. Мотивы укладки цепи в белковых молекулах. Конформационно-зависимый дизайн последовательностей цепи. Методы анализа белковых структур.
магистерская работа [1,5 M], добавлен 19.03.2009Зависимость свойств целлюлозы от распределения макромолекул по молекулярной массе, методы определения ее неоднородности. Фракционирование методами последовательного осаждения из растворов в кадоксене, суммирующего растворения в фосфорной кислоте.
реферат [84,6 K], добавлен 26.09.2009Особенности молекулярного, конвективного и турбулентного механизмов переноса молекул, массы и энергии. Расчет средней квадратичной скорости молекул и описание характера их движения, понятие масштаба турбулентности. Процедуры осреднения скорости молекул.
реферат [4,6 M], добавлен 15.05.2011Понятие биосенсоров. Медиаторы электронного транспорта. Циклическая вольтамперометрия. Приготовление растворимых медиаторов электронного транспорта. Формирование биоэлектродов. Определение электрохимической обратимости системы, коэффициента переноса.
курсовая работа [344,7 K], добавлен 30.01.2018Роль осмоса в биологических процессах. Процесс диффузии для двух растворов. Формулировка закона Рауля и следствия из него. Применение методов криоскопии и эбуллиоскопии. Изотонический коэффициент Вант-Гоффа. Коллигативные свойства растворов электролитов.
реферат [582,1 K], добавлен 23.03.2013Изучение молекулярной подвижности в каучуках, влияние на релаксационные и фазовые переходы термической предыстории, типа и количества наполнителя, сорбированной влаги. Сущность диэлектрического и динамического методов испытаний и их результаты.
статья [1,1 M], добавлен 22.02.2010Изучение реакций с участием НПЭК, сопровождающихся изменением состава этих растворимых макромолекулярных соединений. Специфика процесса наиболее простого и общего способа получения НПЭК. Изучение механизма переноса цепей БПЭ с одних цепей ЛПЭ на другие.
статья [264,8 K], добавлен 22.02.2010Характеристика методов получения политетрафторэтилена: эмульсионная, радиационная, суспензионная полимеризация, фотополимеризация. Кинетика и механизм суспензионной полимеризации тетрафторэтилена в воде, зависимость его плотности от молекулярной массы.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 13.12.2010Двойной электрический слой - механизмы образования и строение. Теории: Гельмгольца, Гуи, Штерна. Электрокинетический потенциал. Электроосмос. Электрофорез. Потенциал течения и седиментации. Практическое использование электрокинетических явлений.
курсовая работа [57,5 K], добавлен 01.03.2008Основные промышленные способы производства изооктана. Технологическая схема и краткое описание процесса производства. Требования к серной кислоте, используемой в качестве катализатора. Принцип работы установки для алкилирования изобутана изобутиленом.
курсовая работа [635,8 K], добавлен 16.06.2014Основные методы прогнозирования энтальпий образования органических соединений: методы молекулярной механики и аддитивные методы. Метод Бенсона и метод Татевского. Алкилбензолы и их функциональные производные: галогенбензолы, полифенилы, пиридины.
курсовая работа [735,0 K], добавлен 17.01.2009Молекулярна організація ланцюга біологічного окислення. Вільнорадикальне окислення в біологічних мембранах. Фізіологічна антиоксидантна система. Система аскорбінової кислоти. Вільні радикали і пероксиди як продукти взаємодії радіації з речовиною.
курсовая работа [938,5 K], добавлен 01.01.2011Понятие "красящее вещество". История создания, классификация и характеристики отдельных красителей, их использование. Фуксин и трефенилметановые красители. Санитарные требования использования красителей. Активные красители по определению Риса, Цоллингера.
реферат [146,0 K], добавлен 08.12.2010
