ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Молекулярная диффузия с химическими реакциями в фазах из "Основы жидкостной экстракции" Проиллюстрируем подход к описанию кинетики на простейшем примере массопередачи в результате нестационарной молекулярной диффузии, происходящей в направлении оси х в квазибеско-нечных фазах. Положим, что перенос вещества А из фазы I в фазу 2 сопровождается необратимой реакцией первого (псевдо-первого) порядка А—уВ в извлекающей фазе (рис. 1П.1, схема а). Такая задача возникает, например, при исследовании,и описании кинетики реэкстракции неорганических веществ. Полагают, что разрушение экстрагируемых комплексов может происходить в результате их взаимодействия в водной фазе с большим избытком реагента, которым служит либо вода, либо специально вводимые в нее комплексообразователи. [c.165] В табл. П1.1 приведены дифференциальные уравнения диффузии вещества А в фазах / и 2, а также начальные и граничные условия, используемые при решении. Отличие математической формулировки этой задачи от задачи, решенной Данквертсом [7], состоит в рассмотрении диффузии в обеих фазах с учетом мгновенного равновесного распределения вещества А на границе раздела фаз. [c.165] Наиболее простые выражения получаются в двух предельных случаях (ал 1 и ал 1), соответствующих наличию сопротивления в преимущественно в одной из фаз. [c.165] Вид этой функции показан на рис. II 1.6. [c.168] График этой функции показан на рис. III.6, а. Он свидетельствует о том, что переход к режиму, когда процесс лимитируется диффузией вещества А в исчерпываемой фазе, происходит во времени. Отметим, что график функции в(УО (рис. 111.6,6) асимптотически приближается к прямой, проходящей через начало координат (уравнение асимптоты qB=2 °A DA tln). [c.168] Рассмотрим процесс с той же реакцией, но протекающей в исчерпываемой фазе (рис. III.1, схема 6). Такая задача могла бы возникнуть, например, при необходимости описания кинетики следующего процесса органический реагент А при растворении в водной фазе 2 необратимо взаимодействует с извлекаемым компонентом, находящимся в избытке, давая соединение В, которое извлекается в органическую фазу 1. Нетрудно представить, каким образом эта схема могла бы реализовываться и при реэкстракции. [c.168] В связи с тем, что rв=dqв dt =o= Q и d qв dP 0, функция qв t) является монотонной, не имеющей точек перегиба (пока сопротивлением фазы 1 можно пренебречь). В общем случае, как и ранее, кинетические кривые qв t) должны иметь 5-образную форму. [c.169] Из уравнения (ПГбО) следует, что лишь при i=0 химическая реакция не ускоряет массопередачу ( =1). Это вполне естественно, так как при i=0 скорость Гв=0-При всех / 0 значение 1. Для достаточно больших t, когда массопередача стационарна, ETHTjnkvt. [c.169] Учет влияния химических реакций на массопередачу через фактор ускорения при экстракции неорганических веществ не нашел, однако, распространения прежде всего потому, что рассчитанные значения Е не поддаются простой экспериментальной проверке. Действительно, для этого необходимо было бы экспериментально определить скорость экстракции без химической реакции образования экстрагируемого соединения, а это, как правило, невозможно. [c.169] Переходя к описанию кинетики массопередачи в движущихся средах, рассмотрим пример, имеющий большое значение для понимания элементарных процессов, протекающих как в реальной экстракционной аппаратуре так и в идеализированных условиях. [c.169] Вернуться к основной статье