Принципы и теория разделения

Принципы и теория разделения [c.307]

Широкое применение хроматографического метода в различных областях химии началось с 30-х годов этого столетия и было связано с развитием теории адсорбции и ионного обмена, а также с синтезом и применением новых эффективных неорганических и органических сорбентов, в том числе ионообменных смол. Одновременно совершенствовалась техника хроматографического анализа и разрабатывались новые принципы сорбционного разделения веществ. [c.6]

Излагаемый материал разделен на четыре части. Первая часть посвящена статистическому анализу локализуемости молекулярных электронов в трехмерном пространстве. В помешенных здесь работах рассмотрены принципы теории лоджий, составляющей основу последующего обсуждения. [c.8]

Среди химических методов отделения и разделения основное место занимает метод перевода в осадок. Теория его дана в разд. 1.4, а аналитическое применение рассмотрено в разд. П.З. Используя приведенные там закономерности, можно сформулировать некоторые теоретические принципы процессов разделения и отделения. При необходимости отделить один ион от другого надо подобрать осадитель, для которого Кв осадков этих ионов сильно различаются в предельном случае, чтобы осадок образовывался только одним из ионов. [c.270]

Было бы неправильно предполагать, что в основе хроматографического разделения на бумаге лежит только механизм распределения. Чаще всего при этом происходит несколько процессов, сочетающих распределение, адсорбцию, ионный обмен. О механизме разделения компонентов на бумаге было много дискуссий. Однако большинство случаев разделения неорганических ионов основываются на принципе распределения их между двумя жидкими фазами. Поэтому основные принципы теории распределительной хроматографии на колонке были использованы в 1944 г. А. Мартином, Р. Конс-деном и А. Гордоном в хроматографии на бумаге. В хроматографии на колонке, согласно уравнению (1) (стр. 67), распределение вещества между жидкими фазами описывается уравнением [c.80]

Основы метода распределительной хроматографии на бумаге. Было бы неправильно предполагать, что хроматографическое разделение на бумаге основано только на механизме распределения. Чаще всего при этом сочетаются распределение, адсорбция, ионный обмен. Однако в большинстве случаев разделение неорганических ионов основано на распределении их между двумя жидкими фазами. Поэтому основоположники метода в 1944 г. предложили перенести основные принципы теории распределительной хроматографии на колонке в хроматографию на бумаге. В хроматографии на колонке распределение вещества между жидкими фазами описывается уравнением (П). В бумажной хроматографии найти концентрацию вещества в подвижной и неподвижной фазах весьма сложно. Поэтому охарактеризовать поведение вещества на бумаге уравнением (36), выведенным для распределительной хроматографии на колонке, нельзя. Перемещение полосы растворенного вещества обычно описывается величиной Я/, которая является постоянной при строгом соблюдении условий эксперимента [c.54]

ПРИНЦИП ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ И НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ ТСХ [c.9]

Именно этот принцип оценки эффективности технологического процесса и используют в общей теории разделения. Для сравнительной оценки эффективности различных технологических процессов разделения необходимо иметь способ выражения результата разделения в единицах полезной работы, совершенных установкой над смесью. Именно эта величина и называется нами теоретической работой разделения. Если способ вычисления полезной работы разделительной установки будет указан, то сравнение эффективности различных технологических приемов будет приведено к рассмотренному выше случаю с подъемными машинами самый эффективный способ разделения потребует наименьших затрат на единицу работы разделения. [c.116]

В то же время теория де ля Рива—Эванса—Акимова, как основанная на принципе пространственного разделения катодных и анодных участков, не вполне отвечает современным представлениям о механизме электродных реакций. Количественные расчеты в рамках этой теории крайне затруднены, так как далеко не просто определить суммарные поверхности всех катодных и всех анодных участков металла в отдельности. Нередко некоторые участки являются катодными в системе одной пары и анодными — в системе другой. [c.59]

Хотя в промышленной практике сравнительно редко встречаются случаи разделения двухкомпонентных систем, теория ректификации бинарных смесей имеет большое познавательное значение, ибо позволяет со всей отчетливостью выявить приемы п. методы исследования процесса, происходящего в ректификационном аппарате, и представить результаты такого изучения на весьма наглядных расчетных диаграммах. Используя графические приемы, удается наиболее просто представить принципы расчета различных режимов работы колонны, носящие общий характер и равно приложимые и к более трудным случаям, когда разделению подвергается уже не бинарная, а значительно более сложная многокомпонентная система. [c.121]

В основе декомпозиционных методов лежит теория элементарной декомпозиции, определяющая принципы разделения исходной задачи синтеза на ряд более простых подзадач, для которых могут быть применены известные или достаточно легко получаемые определенные технологические решения, соответствующие современному уровню развития технологии. Решение задачи декомпозиции существенно упрощается, если выделенные элементы (подсистемы) имеют тривиальное решение (например, отдельный теплообменник, ректификационная колонна и т. д.). В противном случае оптимизация должна проводиться как на уровне отдельного элемента, так и системы в целом по уточнению взаимосвязей между ними. Рассмотрим систему, состоящую из двух взаимосвязанных элементов (рис. 8.1). Здесь Му, — переменные процесса, Ху, — промежуточные потоки, передаваемые между подсистемами. Задача состоит в поиске оп- [c.439]

Относительная летучесть интересующего компонента разделяемой смеси, которая в принципе всегда является многокомпонентной, зависит прежде всего от свойств компонентов смеси. Учет этой зависимости составляет одну из основных задач теории и практики разделения смесей. Разумеется, и при глубокой очистке веществ рабочим объектом также является многокомпонентная смесь, состоящая из очищаемого вещества и примесей. Однако здесь мы имеем специфическую особенность, которая заключается в том, что исходное очищаемое вещество содержит примеси уже в сравнительно небольших количествах. Обычно для достижения этой цели применяется предварительная очистка вещества. Таким образом, при глубокой очистке веществ приходится иметь дело с разбавленными растворами. В таких растворах содержание каждого из растворенных веществ (примесей) незначительно по сравнению с содержанием растворителя (основное вещество) и поэтому взаимным влиянием примесей в них можно пренебречь. Следовательно, в этом случае разделяемую многокомпонентную смесь условно можно рассматривать как бинарную, состоящую из основного компонента и данной примеси. При этом обычно принимают также, что в паровой фазе (при невысоких давлениях) ввиду ее большой разряженности отсутствует взаимодействие не только между молекулами примесей, но и между молекулами примесей и основного компонента, т. е. тем самым постулируется, что образующийся из жидкости пар представляет собой идеальный газ. Но даже при указанных упрощающих допущениях установление зависимости коэффициента разделения от свойств компонентов такой псевдобинарной смеси представляет непростую задачу. [c.33]

В заключение раздела остановимся на двух вопросах, которые при обсуждении поэтапного метода конформационного анализа пептидов и белков, казалось бы, должны иметь первостепенное значение. Речь идет о принципах разбиения пептидной цепи на фрагменты и критерии отнесения конформационных состояний каждого рассчитываемого фрагмента к низкоэнергетическим, т.е. перспективным в последующем расчете более сложного участка пептидной цепи, и к высокоэнергетическим - неперспективным, исключаемым из расчета. Что касается первого вопроса, то постулируемая в теории структурной организации пептидов и белков согласованность ближних, средних и дальних взаимодействий не делает его принципиальным. Конечный результат в этом случае должен быть одним и тем же при любой схеме разбиения последовательности на фрагменты. Тем не менее разделение пептида на отдельные участки -ответственный момент конформационного анализа, поскольку от выбранной схемы существенным образом зависит объем вычислительных работ. Более того, заметный прогресс в расчете трехмерных структур высокомолекулярных белков можно ожидать при разработке метода априорной идентификации конформационно жестких и лабильных фрагментов аминокислотной последовательности. Обсуждение этого вопроса будет продолжено в конце книги после рассмотрения результатов расчета пептидов и белков. [c.232]

Современное развитие химических и биологических наук истребовало более глубокого проникновения в существо изучаемых процессов, детального анализа химического состава разнообразных смесей и биологических объектов. Кроме того, для химического и биотехнологического ироизводства, в том числе для промышленности лекарственных средств, характерны постоянное возрастание требований к чистоте выпускаемых продуктов, ужесточение методов контроля, тенденция к использованию количественных критериев ири оценке качества. Поэтому помимо оценки интегральных характеристик, присущих объекту исследования в целом, часто требуется детальное изучение содержания отдельных компонентов, определяющих состояние биологических систем либо качество химических продуктов. Рещение этих задач, как правило, невозможно без применения достаточно эффективных методов разделения сложных смесей. Среди таких методов доминирует хроматография. Бурно развиваясь в последние десятилетия, этот метод открыл возможности разделения смесей, содержащих десятки и сотни компонентов, их качественного и количественного анализа, препаративного выделения индивидуальных веществ. Принципы хроматографии весьма универсальны, благодаря чему она оказалась пригодной для изучения объектов самой различной природы — от нефти и газов атмосферы до белков, нуклеиновых кислот и даже вирусов. Этим объясняется огромный интерес представителей различных научных и технических дисциплин к хроматографическим методам. Только в пяти специализированных международных журналах по хроматографии ежегодно выходит в свет свыше 2000 публикаций ио различным вопросам теории и применения метода, общее же их число в несколько раз больше. [c.5]

Обращенно-фазовая хроматография широко применяется не только для разделения нейтральных соединений, но и ионогенных веществ. В принципе, согласно [203], и для таких соединений процесс описывается сольвофобной теорией. Однако сорбаты такого рода существуют в растворе и адсорбированном состоянии как в виде нейтральных молекул, так и в виде ионов. Каждой из этих форм соответствует свое значение коэффициента емкости. В зависимости от pH среды изменяются соотношение различных форм в растворе и коэффициенты емкости — от величин, отвечающих нейтральной молекуле к о, до значений, характерных для иона к -1. Для одноосновных кислот этот процесс отражает формула [c.55]

Принципы и методы, на которых основана теория ректификации бинарной системы, применимы и к разделению многокомпонентных систем, однако вследствие увеличенного числа переменных здесь это сопряжено со значительно большими трудностями. В самом деле,/2-компонентная двухфазная жидко-паровая система согласно правилу фаз обладает п степенями свободы. В бинарной системе достаточно помимо давления, под которым ведется процесс, задать содержание какого-нибудь компонента в одной из фаз, чтобы состояние равновесной системы оказалось полностью определенным. Не так обстоит дело в сложной системе. Помимо постоянного внешнего давления здесь необходимо зафиксировать еще (п —1) других интенсивных факторов для определения равновесного состояния системы. Поэтому соотношение между составами данного компонента в жидкой и паровой фазах сложной системы не определяется однозначно [c.439]

В принципе безразлично, считать ли состояние раствора при мицеллообразовании как равновесие, подчиняющееся закону действующих масс, или рассматривать мицеллы как отдельную фазу [193]. Закон действующих масс следует применять в том случае, если число агрегации мало или если его изменение заметно влияет на термодинамические функции. Если число агрегации велико, к мицеллообразованию следует подходить как к процессу разделения фаз. Теория ККМ рассматривается во многих работах [168, 194—212]. Если изменения энтропии и энтальпии в основном взаимно компенсируются из-за структурных особенностей воды, то теория точно предсказывает ККМ, подобно тому как теория регулярных растворов позволяет оценивать растворимость соответствие же между теорией и экспериментом в отношении теплоты и энтропии растворения оказывается менее строгим. Теория должна объяснить такие характерные и хорошо известные факты, как зависимость ККМ 1) от длины углеводородной цепи и 2) от числа зарядов и концентрации противоионов. Однако, если первая зависимость получает объяснение в большей [c.51]

Осаждение и разделение фаз в растворах полимеров может быть, в принципе, полностью описано в терминах равновесных процессов, с использованием теории Флори—Хаггинса [15, 41 ]. Для этой цели удобно использовать парциальную молярную свободную энергию АС (известную также как химический потенциал [1.) каждого компонента, которая непосредственно связана с его термодинамической активностью а (АС = ЯТ 1п а). Эта величина характеризует изменение свободной энергии 1 моль компонента, когда бесконечно малое его количество добавляют в систему при условии, что количества всех других компонентов остаются неизменными. Следовательно, химический потенциал есть частная производная от свободной энергии смешения [полагая ф1 = щVJ n- Уl + [c.143]

Физический принцип изотопного разделения во вращающейся плазме подтвержден экспериментами с неоном, аргоном, криптоном и ураном. Кроме того, на криптоне была продемонстрирована непрерывная работа разделительного элемента при наличии массового потока. Было показано несколько путей для создания вращающейся урановой плазмы. Измеренные к настоящему времени значения в общем согласуются с теоретическими расчетами, поэтому можно рассчитывать и иа достижение больших коэффициентов разделения и разделительной мощности, предсказанных теорией. Но полученных данных еще недостаточно, чтобы сконструировать разделительный элемент, который мог бы работать экономично. Экспериментальные результаты указывают на более или менее подходящие условия работы, включая геометрию установки и диапазон параметров. Например, увеличение магнитного поля до нескольких тесл, а кольцевого анода — до нескольких десятков сантиметров при токе порядка 100 А приведет к движущей силе, которая при соответствующем выборе других параметров дуги вызовет очень высокую скорость вращения. Это обеспечит эффективное разделение около 100 кг ЕРР/год на разделительный элемент при удельном расходе эиергни в несколько сот киловатт-часов па килограммовую единицу работы разделения. Не решены пока технические проблемы, связанные с использованием урановых соединений в плазменной фазе. [c.297]

В отличие от рассмотренных колонн Беннер с сотр. [69] предложил другое конструктивное решение. Он поместил вращающийся металлический конденсатор в колонну с обогреваемыми стенками. Эффект разделения в этой колонне возникает как за счет противоточного взаимодействия фаз в поле центробежных сил, так и за счет ряда последовательно протекающих и взаимосвязанных процессов парциальной конденсации и испарения. Байрон с сотр. [70] описал колонну аналогичной конструкции, он разработал лежащую в основе этого принципа разделения теорию термической ректификации (см. рис. 283 и разд. 5.4.3). [c.365]

В принципе силы взаимодействия между атомами и молекулами можно определить на основании уравнения Шредингера с использованием борн-оппенгеймеровского разделения ядерного и электронного движений. Однако выполнить такие расчеты с достаточной степенью точности в общем случае в настоящее время не представляется возможным, за исключением самых простых систем, например для двух атомов водорода. Чтобы получить ка-кой-то результат для произвольной системы, вместо точных расчетов необходимо выполнить довольно сложные теоретические приближения. Такие упрощенные теории не могут дать количественно точного результата, но они позволяют получить достаточно правильную качественную картину межмолекулярного взаимодействия. При этом оказывается, что некоторые из вели- [c.192]

Весь материал разделен на пять глав принципы получения эмульсий, стабильность эмульсий, общие свойства, реология, электрические и диэлектрические свойства. Последние две главы отчасти перекрывают друг друга в том смысле, что электрические и диэлектрические свойства могут быть использованы для изучения структуры коагулированных эмульсий. Новые достижения, описанные в последней главе, могут быть использованы для изучения мембран на поверхности раздела фаз. В главе о стабильности эмульсий рассмотрены вопросы, связанные с изменениями при хранении их в нормальных условиях, а также описаны теории тонких жидких пленок, поверхностной вязкости и т. д. Стабильность прп низких или высоких температурах и при центрифугировании обсуждается в главе HI, так как установлено, что механизмы коалесценции капель иные. В кнпге изложены лишь общие принципы диспергирования, без подробного описания промышленных диспергаторов. Наконец, медленные процессы объяснены па основе структуры эмульсий вместо чисто феноменологических описаний, часто применяемых в реологии. [c.8]

Исходя из этого, тепловые устройства выше были разделеньи на четыре характерные группы по признаку решающего теплового процесса. Поскольку главными, определяющими теплотехническими процессами в печах являются процессы теплообмена, постольку для обобщения принципов расчета, конструирования и эксплуатации печей в рамках общей теории тепловой работы в основу должна быть положена классификация по признаку теплообменных процессов. Это следует и из того, что процессы горения и движения газов, например в электричеаких нагревательных печах, иногда вообще отсутствуют, а в топливных печах имеют подчиненное значение и должны быть организованы так, чтобы обеспечить наилучщее развитие процессов теплообмена. [c.16]

Метод фракционирования. Ряд методов разделения стабильных изотопов основан на различии статистических свойств, связанных, в свою очередь, с различием свободных энергий соответствующих молекул. Наиболее распространенным из этих методов является фракционирование. Теория метода в принципе н>1чем не отличается от общей теории перегонки. Но благодаря тому, что, как правило, в смеси изотопов один из них присутствует в гораздо меньшем количестве,. а также вследствие того, что температуры кипения соединений разных изотопов различаются крайне мало, теория фракционирования изотопных соединений имеет ряд особенностей. [c.37]

В гл. 6 развиты основы теории двумерной спектроскопии. Обзор различных методов разделения взаимодействий, таких, как химические сдвиги и спин-спиновые взаимодействия, приведен в гл. 7. Методы двумерных корреляций, основанные на переносе когерентности, обсуждаются в гл. 8, в то время как обзор методов изучения динамических процессов (химический обмен и кросс-релаксация) мы дадим в гл. 9. И, наконец, в гл. 10 мы кратко опищем основные принципы получения ЯМР-изображений. Рассмотрение этих принципов мы включили в данную монографию в связи с тем, что многие методы получения изображений применяют двумерную спектроскопию. [c.11]

Для всех видов процесса разделения, как бы они ни отличались друг от друга, принципы и теории, в сущности, остаются одними и теми же [19]. Обычно для решения любой проблемы разделения смесей применяют несколько способов разделения. Так, если относительная летучесть близка к единице, то следует рассмотреть возможность разделения с помощью видоизмененной перегонки, какими являются экстрактивная или азеотропная перегонки, описанные в гл. П1, или с помощью других методов, отличных от перегонки. Однако перегонка часто является наилучшим средством, благодаря простоте аппаратов и операций. Абсолютная чистота не может быть достигнута ни при каком способе перегонки. Но во всех случаях, за исключением разделения азеотропных смесей (раздел II), можно близко подойти к достижению весьма высокой степени чистоты, если только пользоваться достаточно сложными и тщательно разработанными методами и йриборами. [c.13]

Основание для расчета от тарелки к тарелке. Сорель [108] впервые показал, что не следует ожидать при частичном орошении такой же степени разделения на терелке, как и при полном орошении, если даже все прочие условия будут одинаковыми. Его метод вычисления степени разделения при любом флег-мовом числе с помощью материального и теплового балансов был подробно разработан для тарельчатых колонн непрерывного действия. Эти же самые принципы приложимы к насадочным колоннам и периодической ректификации, но при тщательном анализе следует ввести еще два дополнительных фактора. В процессе периодической разгонки имеет место непрерывное изменение концентраций в любом месте колонны по мере того, как легколетучий компонент постепенно отгоняется. Это вызывает необходимость дополнительного введения в систему расчета, выработанную для непрерывной перегонки, скорости изменения переменных факторов во времени, что может привести к заметной разнице в уравнениях, в особенности если не пренебрегать задержкой (см. стр. 53). Кроме того, в насадочных колоннах постепенно изменяются и концентрации вдоль колонн, что требует применения дифференциального анализа. Это, естественно, является более сложным, чем аналогичные расчеты тарельчатых колонн, для которых может быть разработана теория последовательного расчета от тарелки к тарелке, отвечающего ступенчатому изменению составов. [c.45]

В методах второй категории сложности, когда одноступенчатое разделение оказывается недостаточно селективным или неколичественным, первую фазу повторно контактируют со свежей порцией второй фазы. Такая повторная обработка применяется в тех случаях, когда один из разделяемых компонентов количественно остается в одной фазе, в то время как другой компонент распределяется между обеими фазами. Так, при реакции осаждения степень соосаждения обычно можно умень-щить путем растворения осадка в чистом растворителе и повторения процесса. Аналогичным образом если при экстракционном разделении один из компонентов количественно остается в одной из фаз, например водной, а второй распределяется между обеими фазами, то целесообразно повторение экстракционного процесса. Обычным примером тому является хорошо известный экстрактор Сокслета. Другой иллюстрацией того же принципа может служить использование в качестве катода свежей порции ртути при электролитическом разделении металлов при контролируемом потенциале и использование ионообменной колонки для количественного извлечения ионов из раствора. В разделе 25-2 при описании исчерпывающей экстракции изла-гается теория многоступенчатой экстракции с конечным числом порций свежего растворителя. Та же самая концепция применима и к другим примерам разделения этого типа, если предположить, что на каждой ступени устанавливается равновесие с постоянным значением коэффициента распределения. [c.515]

Теория такого влияния растворителя основана на тех же принципах, что и теория энтропии активации. Это объясняет также наблюдающуюся корреляцию между изменениями объемов и энтропий активации. Таким образом, если реакция совершается путем сближения ионов одного знака или разделения ионов противоположного знака, происходит увеличение электрического поля, следовательно, увеличивается электронаправленность, результатом чего является понижение объема активации при этом наблюдается и понижение энтропии за счет потери степеней свободы молекулами растворителя. И, напротив, если электрическое поле ослабляется с образованием активированного комплекса (соединяются ионы противоположного знака), то происходит ослабление связывания молекул растворителя в этом случае объем активации и энтропия активации положительны. Возвращаясь теперь к результатам, представленным в табл. 4, можно видеть, что все результаты могут [c.247]