ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы К истории развития теории динамики сорбции и хроматографии из "Введение в общую теорию динамики сорбции и хроматографии" Современная теория сорбции основывается па таких обшрх физических теориях, как термодинамика,статистическая физика, электродинамика, квантовая механика. [c.20] В нашу задачу не входит подробное освещение современного состояния теоретических представлений о природе сорбционных взаимодействий. Этот вопрос излагается в ряде книг, монографий и обзоров [1, 4, 10, 14, 23—25, 39, 44, 47, 51, 66, 79,90,106,107, 132, 157, 160, 206]. [c.20] Физическая сущность динамической сорбции веществ была понята не сразу. Впервые русский инженер С. К. Квитка в технике и М. С. Цвет в аналитической биохимии правильно поняли подлинную физическую причину различной скорости движения веществ при их прохождении через слой пористого материала. Она заключается в различной адсорбируемости веществ материалом сорбционной колонки. М. С. Цвет благодаря использованию правильных физических представлений смог установить ряд качественных закономерностей динамики сорбции, о которых говорилось выше. Среди этих закономерностей важнейшее значение имеет закон сорбционного замещения. М. С. Цвет также обратил внимание на зависимость хода образования хроматограмм от констант изотерм сорбции. Пользуясь популярным в то время уравнением изотермы Фрейндлиха, он качественно предсказал образование стационарных фронтов сорбции пигментов. [c.20] Первая количественная закономерность динамики сорбции была установлена Н. А. Шиловым и сотрудниками [85, 168]. На основе обобщения экспериментальных данных, полученных при изучении динамики молекулярной сорбции газов и паров, было определено, что процесс динамической сорбции газов и паров на активированном угле состоит из двух стадий стадии формирования фронта и стадии его параллельного переноса. Им была предложена хорошо известная эмнирическая формула защитного действия сорбционного фильтра, которая выражает одну из важнейших закономерностей динамики сорбции. [c.20] Работы Н. А. Шилова по изучению количественных закономерностей динамики сорбции газов и паров были далее развиты М., М. Дубининым и сотрудниками [41—47]. [c.20] Шилова к динамике сорбции веществ из растворов. [c.21] В дальнейшем необходимо было придать установленным качественным и эмпирическим закономерностям строгую форму количественных соотношений, вытекающих из более обпщх физических законов — законов сохранения вещества и энергии, законов кинетики и статики сорбции, законов гидродинамики и т. д. [c.21] Вильсон [241] показал, что при равновесной динамике сорбции в отсутствие эффектов продольного переноса в хроматографической колонке должны появляться зоны с резкими границами без размытия фронтов. Им впервые была теоретически получена формула скорости движения стационарного фронта равновесной динамики сорбции. [c.21] Из экспериментальных исследований в области динамики сорбции и хроматографии было хорошо известно образование во многих случаях стационарных фронтов сорбции и их параллельный перенос. Впервые полное теоретическое обоснование явления образования стационарного фронта было дано Я. Б. Зельдовичем [63, 116, 139, 140]. Он показал, что стационарный фронт образуется только в том случае, если изотерма сорбции выпукла, а степень размытия стационарного фронта зависит от кинетики сорбционного процесса. [c.22] Жуховицкий, Я. Л. Забежипский и А. Н. Тихонов [53, 61, 137] разработали теорию динамики неравновесной молекулярной сорбции газов и паров. В качестве изотерм сорбции были взяты уравнения линейной изотермы и изотермы Ленгмюра, в качестве уравнения кинетики сорбции — уравнение диффузионной кинетики сорбции. Для начальных стадий динамической сорбции оказалось невозможным получить точное аналитическое решение задачи. Поэтому динамические кривые распределения для стадии формирования фронта рассчитывали методом конечных разностей. Для стадии параллельного переноса фронта было получено асимптотическое решение в аналитической форме. [c.22] Эти же авторы дали решение задачи неравновесной динамики сорбции для линейной изотермы, сходное с решением задачи массообмена и теплопередачи [17, 19, 74, 89, 132, 162, 172, 182, 218]. [c.22] Та же задача была решена в несколько иной математической форме в работах других авторов [6, 153, 171, 202, 227]. Основная закономерность, вытекаюш,ая из этих решений, сводится к тому, что при неравновесной динамике сорбции для линейной изотермы, должно происходить постепенное размытие фронта сорбируемого вещества. Размытие фронта приб дижепно пропорционально корню квадратному из времени (— i). [c.23] Вальтер [230], Г. Томас [227], Л. Силлен [180, 220—225] и В. Л. Анохин [3] развили теорию неравновесной динамики сорбции для случая кинетики химической сорбции. [c.23] Вариант приближенного решения задач динамики сорбции был предложен С. Е. Бреслером и Я. С. Уфляндом [11—13]. Они показали, что кинетика сорбции может быть учтена введением специального параметра — времени запаздывания — в уравнение изотермы сорбции. Полученные С. Б. Бреслером и Я. С. Уфляндом результаты в общем согласуются с ранее развитыми теориями динамики сорбции при линейной и выпуклой изотермах. [c.23] Радушкевич [105] и И. Н. Туницкий с сотрудниками [146—150] показали, что ряд важных сведений о динамике сорбции (центры тяжести сорбционных во.лн, средняя ширина, характер асимметрии сорбционных волн, степень размытия и т. п.) может быть получен при помохци методов статистической физики. Это направление в теории динамики сорбции и хроматографии получило дальнейшее развитие в работах Я. В. Шевелева [163— 165]. [c.23] Мартином и Р. Сингом [207 ] для теоретической интерпретации распределительной хроматографии. [c.23] Необходимо подчеркнуть важность развития теории расчета хроматограмм с использованием метода исчисления конечных разностей. При ремении дифференциальных уравнений, описывающих хроматографические процессы, встречаются значительные математические трудности. Например, не удается получить решения в аналитической форме для начальных стадий динамики сорбционного процесса. Методы исчисления конечных разностей — универсальные, позволяюпще решать практические задачи динамики сорбции. Технические трудности расчета могут быть преодолены при помощи электронных счетных машин. [c.24] Вернуться к основной статье