Применение адсорбции. Хроматография
Процесс адсорбции реагирующих веществ твердым катализатором. Хроматографический метод анализа химических соединений и их смесей. Различное распределение компонентов смеси между двумя фазами - неподвижной (стационарной) и подвижной (мигрирующей).
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.09.2013 |
| Размер файла | 130,8 K |
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/
Применение адсорбции. Хроматография
Адсорбция находит разностороннее применение. Так, при гетерогенном катализе как в газовой среде, так и в растворах процесс адсорбции реагирующих веществ твердым катализатором обычно играет решающую роль. Широко применяются твердые адсорбенты также и в различных процессах очистки газов или растворов от нежелательных примесей или загрязнений. Сюда относится, в частности, применение активированного угля для противогазов и очистки водопроводной воды. Сюда же относятся и многие процессы очистки и осушки различных газов в производственных условиях и, наконец, процессы осветления и обесцвечивания растворов в производствах сахара, глюкозы, нефтепродуктов, некоторых фармацевтических препаратов и др.
Нередко процесс адсорбции применяется для извлечения какого-нибудь ценного продукта, находящегося в виде примеси в газе или в растворах, например в процессах рекуперации летучих растворителей воздух, содержащий пары ценного растворителя (бензола, ацетона и др.), пропускают через слой активного угля или силикагеля, который их адсорбирует.
Большую роль адсорбционные процессы играют и в процессах крашения, и в производстве некоторых строительных материалов. Так, существенно меняются свойства цемента при его гидрофобизации, когда цемент обрабатывается растворами солей высокомолекулярных органических кислот.
Почвой адсорбируются различные растворенные вещества из природных вод.
Явление адсорбции лежит в основе хроматографического метода анализа химических соединений и их смесей.
Хроматография - это физико-химический метод разделения и анализа смесей газов, паров, жидкостей или растворенных веществ сорбционными методами в динамических условиях. Она основана на различном распределении компонентов смеси между двумя фазами - неподвижной (стационарной) и подвижной (мигрирующей). Неподвижной фазой может служить тонкоизмельченное вещество - сорбент, помещенный в колонку или нанесенный тонким слоем на поддерживающую пластинку. Неподвижной фазой может быть и вода, фиксированная сорбентом или волокнами бумаги.
Подвижная фаза - это поток жидкости или газа, перемещающийся вместе с компонентами смеси через неподвижную фазу (сорбент). В процессе прохождения через слой сорбента смеси веществ непрерывно совершаются акты сорбции - десорбции. Каждое вещество в подвижной фазе непрерывно вступает в контакт с новыми участками сорбента и частично сорбируется, а сорбированное вещество - сорбат - контактирует со свежими порциями подвижной фазы и частично десорбируется.
Многочисленные хроматографические методы принято классифицировать по следующим признакам: агрегатное состояние подвижной и неподвижной фаз, механизм взаимодействия сорбент-сорбат, техника проведения и цель хроматографирования.
По агрегатному состоянию фаз хроматографические методы разделяют на газовую и жидкостную. Газовая хроматография включает газожидкостную и газотвердофазную, а жидкостная - жидкостно-жидкостную, жидкостно-твердофазную и жидкостно-гелевую. В названии метода первое слово характеризует агрегатное состояние подвижной фазы, второе - неподвижной.
По механизму взаимодействия сорбента и сорбата выделяют несколько видов хроматографии: адсорбционную, распределительную, ионообменную, эксклюзионную (молекулярно-гельфильтрацию) и аффинную (биоспецифическую).
По технике проведения выделяют колоночную хроматографию, когда разделение проводится в специальных колонках и плоскостную хроматографию, когда разделение проводится на специальной бумаге (бумажная хроматография) или в тонком слое сорбента (тонкослойная хроматография).
По цели хроматографировании выделяют аналитическую хроматографию (качественный и количественный анализ); препаративную хроматографию (для получения веществ в чистом виде, для концентрирования и выделения микропримесей); промышленную (производственную) хроматографию для автоматического управления процессом.
В зависимости от способа введения пробы и способа передвижения компонентов смеси вдоль неподвижной фазы в колонке различают элюентную (проявительную), вытеснительную и фронтальную хроматографии.
На практике чаще всего используют метод элюентной хроматографии. Этот метод заключается в том, что смесь веществ сорбируют в верхнем слое неподвижной фазы, а затем через нее пропускают элюент - нейтральный разбавитель (например, инертный газ) или вещество, сорбирующееся хуже разделяемых компонентов. Подвижная фаза, выходящая из колонки и содержащая раздельные компоненты, называется элюатом. Графическое изображение (часто получаемое с помощью самописца) распределения веществ в элюате называют хроматограммой.
Исследуемый раствор (смесь веществ А и В) вводят в верхнюю часть колонки. Происходит перемещение и распределение разделяемых веществ вдоль колонки с различными скоростями. Количественное распределение разделяемых веществ между подвижной и неподвижной фазами описывается константной, называемой коэффициентом распределения:
(1)
где Cs - концентрация вещества в неподвижной фазе; Cm - концентрация вещества в подвижной фазе. Поэтому каждое вещество А и В будет характеризоваться своим коэффициентом распределения:
и
Рис. 1. Схема элюентной хроматографии двухкомпонентной смеси
адсорбция катализатор хроматографический
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Величина избыточной поверхностной энергии. Понятие адсорбции и адсорбционная терминология. Общая характеристика межмолекулярного взаимодействия при физадсорбции. Изотермы, изобары и изостеры адсорбции. Термодинамика поверхностных избытков Гиббса.
презентация [46,4 K], добавлен 04.05.2014Исследование растворов глюкозы, малахитового зеленого, метилового красного и фуксина с добавлением нанопорошка железа. Изучение процесса снижения концентрации указанных веществ за счет адсорбции на поверхности наночастиц и их осаждением в магнитном поле.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 05.09.2012Понятие абсорбции как процесса избирательного извлечения одного или нескольких компонентов из газовой смеси жидким поглотителем (абсорбентом), проблемы при ее осуществлении, физические основы. Равновесие между фазами, условия и методика его достижения.
презентация [621,0 K], добавлен 29.09.2013Сущность молекулярно-динамического моделирования. Обзор методов моделирования. Анализ дисперсионного взаимодействия между твердой стенкой и жидкостью. Использование результатов исследования для анализа адсорбции, микроскопических свойств течения жидкости.
контрольная работа [276,7 K], добавлен 20.12.2015Гиббс Джозайя Уиллард - американский физик-теоретик, один из создателей термодинамики и статистической механики. Теория термодинамических потенциалов. Общее условие равновесия гетерогенных систем. Распределение Гиббса. Понятие адсорбции.
реферат [89,5 K], добавлен 06.10.2006Расчет фазового равновесия системы жидкость–пар бинарных и многокомпонентных смесей. Определение параметров их теплофизических свойств. Термодинамические основы фазового равновесия растворов. Теория массопередачи при разделении смеси методом ректификации.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 01.03.2015Анализ естественных и искусственных радиоактивных веществ. Методы анализа, основанные на взаимодействии излучения с веществами. Радиоиндикаторные методы анализа. Метод анализа, основанный на упругом рассеянии заряженных частиц, на поглощении P-частиц.
реферат [23,4 K], добавлен 10.03.2011Анализ физико-химических свойств теплоизоляционных материалов. Разработка композиционных смесей с минимальным коэффициентом теплопроводности. Влияние пористости вещества на процессы охлаждения. Прессование конструкционных деталей из композиционной смеси.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 20.06.2013Понятие и свойства поверхностного натяжения. Зависимость энергетических параметров поверхности от температуры. Адсорбция. Поверхностная активность. Поверхностно-активные и инактивные вещества. Мономолекулярная адсорбция. Изотерма адсорбции Ленгмюра.
презентация [313,0 K], добавлен 30.11.2015Характеристика основных стадий гетерогенного взаимодействия - адсорбции, химической реакции и десорбции. Содержание теории активных центров Лангмюра-Хиншельвуда. Закономерности взаимодействия химически активных частиц с поверхностью в условиях плазмы.
презентация [691,9 K], добавлен 02.10.2013Короткие замыкания - замыкания между фазами, возникающие при нарушении изоляции электрических цепей. Координация токов в современных энергосистемах. Реакторы как ограничители тока КЗ в мощных электроустановках. Применение и преимущество сдвоенного вида.
реферат [1,8 M], добавлен 25.02.2009Реологические свойства жидкостей в микро- и макрообъемах. Законы гидродинамики. Стационарное движение жидкости между двумя бесконечными неподвижными пластинами и движение жидкости между двумя бесконечными пластинами, двигающимися относительно друг друга.
контрольная работа [131,6 K], добавлен 31.03.2008Ректификация как разделение жидких однородных смесей на составляющие вещества в результате взаимодействия паровой смеси и жидкой смеси, возможности и обоснование данного процесса. Описание конструкции и обоснование выбора проектируемого аппарата.
курсовая работа [864,2 K], добавлен 06.01.2014Анализ противоречий в механизмах протекания электрического тока в проводниках. Обзор изменения состава и структуры поверхности многокомпонентных систем, механизма диффузии и адсорбции. Исследование поверхности электродов кислотных аккумуляторных батарей.
контрольная работа [25,0 K], добавлен 14.11.2011Знакомство с химическими процессами, приводящими к образованию электричества в батарейках. Батарейка как хранилище электричества, в котором электрический заряд создается в результате реакции между двумя веществами. Особенности создания лимонной батарейки.
презентация [2,0 M], добавлен 19.05.2014Создание кремниевых чипов. Структуры, имеющие повторяющиеся наноразмерные промежутки между различными фазами. Нанокомпозиты как многофазные твердые материалы. Область взаимодействия между матрицей и усиливающей фазой. Площадь поверхности этой фазы.
реферат [19,9 K], добавлен 18.03.2014Особенности и алгоритм определения теплоемкости газовой смеси (воздуха) методом калориметра при постоянном давлении. Процесс определения показателя адиабаты газовой смеси. Основные этапы проведения работы, оборудование и основные расчетные формулы.
лабораторная работа [315,4 K], добавлен 24.12.2012Составляющие тока заряжения. Способ осуществления выборки. Виды импульсных методов. Нормальная импульсная вольтамперометрия: влияние адсорбции, достоинства и недостатки, используемые приборы и материалы, отличительные черты от дифференциально-импульсной.
контрольная работа [387,9 K], добавлен 07.06.2011Факторы, определяющие поведение полимерных гелей, понятие их коллапса. Теоретическое рассмотрение конкурентного связывания поверхностно-активных веществ двумя полимерными сетками. Определение коэффициентов набухания гелей, влияние формы на коллапс.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 16.04.2014Порядок и основные этапы взаимодействия электронов с веществом. Процесс рассеяния электронов, отличительные признаки упругих и неупругих столкновений. Метод Монте-Карло в задачах переноса частиц в веществе. Этапы алгоритма решения поставленной задачи.
реферат [84,4 K], добавлен 23.12.2010
