Сорбенты диффузия

Процесс десорбции заключается в отрыве молекул от поверхности пор сорбента, диффузии этих молекул внутри зерна к его наружной поверхности и диффузии с поверхности зерна в поток. [c.188]

Вопрос об общих закономерностях диффузии в неоднородных средах, характеризуемых переменными локальными коэффициентами диффузии (О) и сорбции (у) в ряде случаев представляет определенный интерес. Простейшим примером такого рода является среда, состоящая из микрозерен сорбента, окруженных связующим веществом, через которое могут диффундировать молекулы или ионы адсорбата. Более сложной средой такого рода является пористый сорбент. Диффузия молекул в пористом сорбенте определяется размерами пор, подвижностью молекул в них и адсорбционными потенциалами различных участков поверхности пор. [c.302]

Адсорбция (поглощение верхностью сорбента) Диффузия Центрифугирование [c.18]

При адсорбции на пористых сорбентах диффузия молекул в порах сорбента является более медленным процессом по сравнению с адсорбцией на открытой поверхности. Способы вычисления скорости внутренней диффузии будут рассмотрены в гл. III. [c.20]

Зависимость (111.20) применима и для расчета диффузии внутри пористых тел (катализаторов, сорбентов, ионитов) до того момента, пока радиусы пор не станут равными средней длине свободного пробега и процесс перейдет в кнудсеновскую область (см. стр. 50). [c.89]

Разделение компонентов при помощи цеолитов осуществляется всегда в динамической системе разница в скорости диффузии через слой сорбента обусловлена или различным сечением молекул компонентов смеси, или разностью потенциалов сорбции. [c.83]

Скорость внутреннего массопереноса зависит от скоростей диффузии в порах сорбента, на его внутренней поверхности, в самой твердой фазе (для ионообменных смол), а иногда и от скорости химического взаимодействия с сорбентом. Коэффициент диффузии в порах Лп меньше соответствующего коэффициента диффузии во внешней среде его можно определить из уравнения [251 [c.65]

Обычно скорость внутреннего массопереноса оценивают суммарно эффективным коэффициентом диффузии в порах либо эффективным коэффициентом диффузии в твердой фазе сорбента 0 на основе опытов с единичным зерном сорбента (для некоторых видов ионообменных смол опубликованы данные по 1251). [c.66]

В этом случае внутренний коэффициент массоотдачи Р = Рп- Уравнение (111.87) справедливо для любой изотермы адсорбции. Если же внутреннее сопротивление зависит как от диффузии в порах, так и от диффузии в сорбенте или на его внутренней поверхности, то строгая связь между коэффициентами массоотдачи и массопередачи существует лишь для линейной изотермы адсорбции. Она выражается уравнением [25] [c.66]

Пример 1-2. Через трубу, заполненную зернами сорбента диаметром ( 3 (ж), пропускают со скоростью v (м]сек) поток адсорбирующегося вещества (сорбата). Кинематическая вязкость потока v (м ]сек), коэффициент молекулярной диффузии сорбата D (м сек). Установить зависимость коэффициента массопередачи р [м Км" сек) = м/сек] от этих величин. [c.17]

В дальнейшем будем исходить из квазигомогенной модели пористого адсорбента, рассматривая его в качестве однородной поглощающей среды. Массоперенос в гранулах сорбента предполагается происходящим за счет диффузии адсорбата внутри транспортных пор и поверхностной диффузии адсорбированного вещества, причем будем опускать взаимодействие этих двух видов массопереноса, включая локальные процессы поверхностной диффузии, учитываемые эффективным коэффициентом диффузии [c.34]

Различают следующие виды сорбции 1) абсорбция—проникновение газа в массу сорбента (абсорбента), что в результате дает твердый раствор абсорбция характеризуется малой скоростью и длительным временем для завершения 2) адсорбция—поверхностная сорбция или уплотнение газа (пара) на поверхности сорбента (адсорбента) за счет сил притяжения (силы Ван-дер-Ваальса). Скорость адсорбции зависит от характера поверхности на гладких поверхностях она протекает с очень большой скоростью, на пористых—замедляется (диффузия в тонкие поры), но весь процесс в том и другом случаях протекает в несколько секунд или минут 3) капиллярная конденсация—сорбция пара или газа с конденсацией в порах адсорбента, которая протекает очень быстро 4) хемосорбция—адсорбция паров или газов на поверхностях силами остаточных валентностей с образованием химического соединения в виде мономолеку-лярного слоя сюда же относятся, по существу, и процессы активированной адсорбции (стр. 116). [c.93]

Необходимо учитывать влияние структуры слоя сорбента на размывание зоны. Структурная неоднородность слоя по его толщине вносит дополнительный вклад в размывание вследствие возникающей вихревой диффузии. Это размывание может быть учтено эффективными коэффициентами диффузии >афф, а и эфф, у- Размывание становится меньше, если на пластинки наносить концентрированные суспензии сорбента. [c.136]

Ширина хроматографического пика может служить мерой кинетических явлений, так как она связана с размыванием хроматографической зоны, которое определяется эффективным коэффициентом диффузии. Наконец, с количеством сорбированного вещества связаны высота и площадь пика, вследствие чего эти величины могут служить основой для определения изотерм сорбции, поверхности сорбента и ряда других сорбционных характеристик. ч [c.208]

В реальном процессе акт сорбции вещества, находящегося в газовой фазе, поверхностью неподвижной фазы состоит из двух стадий доставки вещества из объема газовой фазы к поверхности сорбента и проникновения вещества с поверхности внутрь сорбента. Первая стадия связана со скоростью диффузии вещества в газе и может быть названа стадией внешней диффузии. Вторая связана с диффузионной массопередачей внутри твердого или жидкого сорбента и называется внутренней диффузией. В зависимости от условий, решающей стадией может быть один из наиболее медленно [c.23]

По [2, с. 40] мерой переноса вещества вдоль слоя сорбента за время 1/р ввиду малой скорости внешней диффузии может служить величина Ах = а7р- Если допустить, что перенос молекул вещества произошел вследствие обычной диффузии, то эффективный коэффициент диффузии можно рассчитать из уравнения Эйнштейна [c.25]

В связи с этим в отдельных местах слоя сорбента истинная скорость потока оказывается больше, в других меньше ее средней величины. Поэтому при движении молекулы вдоль слоя ее макроскопическая скорость колеблется около некоторой средней величины. Форма траектории движения молекулы зависит в этом случае от диаметра зерна сорбента а. Следовательно, эффективный коэффициент диффузии, характеризующий эффект завихрения и связанное с ним размывание, зависит как от скорости потока, так и от диаметра зерна [c.27]

Очевидно, что влияние вихревой диффузии на размывание хроматографической зоны определяется величиной блуждания Д, а также скоростью потока газа. Б связи с этим, вводя коэффициент пропорциональности в, учитывающий способ упаковки зерен сорбента, получим выражение для коэффициента вихревой диффузии [c.28]

Второй член связан с внешнедиффузионной массопередачей, т. е. со скоростью доставки вещества из объема к поверхности сорбента и обратно. Этот член зависит от скорости потока газа и при достаточной ее величине может оказывать существенное размывающее действие. В отличие от первого члена коэффициент молекулярной диффузии оказывает обратное действие, т. е. с его ростом размывание уменьшается. [c.30]

Третий член учитывает скорость доставки вещества в объем жидкой фазы или в поры твердого сорбента. Для газо-жидкостной хроматографии он связан с коэффициентом диффузии вещества в жидкости. В случае применения вязких жидкостей и достаточно низких температур этот член уравнения (38) может играть решающую роль в размывании. [c.30]

Четвертый и пятый члены вносят свой вклад в размывание при наличии достаточно больших значений диаметра колонки и размеров зерен сорбента. Применение газов с высоким значением коэффициента молекулярной диффузии существенно уменьшает размывающее действие этих факторов. [c.30]

Первый член уравнения (54), определяющий вихревую диффузию, не связан с природой газа-носителя, в то время как второй член изменяется прямо пропорционально величине коэффициента диффузии и, следовательно, возрастает с ростом О. Таким образом, если контролирующим размывание фактором является продольная диффузия, определяемая величиной второго члена уравнения (54), то для уменьшения величины Н следует применять в качестве газа-носителя газ с малым коэффициентом диффузии, например двуокись углерода. В этом случае замена водорода двуокисью углерода уменьшит коэффициент диффузии в 4,5 раза и, следовательно, уменьшит ширину зоны вещества на сорбенте более чем в 2 раза. [c.53]

В колонках большого диаметра скорость газа-носителя неодинакова в разных участках поперечного сечения из-за различия в гидравлическом сопротивлении и что этот эффект приводит к дополнительному размыванию хроматографической зоны [87]. Однако диффузия вещества в радиальном направлении по слою сорбента несколько уменьшает это размывание, так как способствует перемещению вещества из участков с высокой скоростью движения в участки с низкой скоростью. Понятно, что радиальное перемещение увеличивается с ростом коэффициента молекулярной диффузии D и уменьшается с увеличением радиуса колонки Гц. Поэтому для препаративных колонок составляющую ВЭТТ (Н ), обусловливающую размывание в колонках большого диаметра, можно оценить соотношением [c.151]

Причины размывания хроматографических полос, вызванные диффузией в газе и порах сорбента, а также массообменом между газом и сорбентом, объясняются диффузионно-массообменной теорией Ван-Деемтера — Жуховицкого. [c.52]

Под шириной зоны здесь понимается та ее часть, где концентрация составляет величину, не меньшую, чем максимальнзгю в данной зоне, деленную на е. Максимальная концентрация вещества в зоне падает по этому же закону. Очевидно, что размывание зоны ухудшает, но не ликвидирует хроматографическое разделение зон, так как скорость перемещения зон веществ пропорциональна времени. С течением времени, т. е. с увеличением расстояния от верхней точки колонки, расстояние между зонами веществ увеличивается. Кинетическими причинами, вызывающими размывание хроматографических зон, являются диффузия вещества в пленке, окружающей зерно сорбента, диффузия в зерне сорбента, процесс сорбции, а такжеадродольная диффузия вещества в подвижной фазе колонки. Последнее обстоятельство играет существенную роль лишь в газовой хроматографии. В жидкостной хроматографии размывание зон может определяться тремя первыми кинетическими обстоятельствами. Однако наиболее замедленной стадией большей частью является малая скорость диффузии ве- [c.113]

Ионообменные сорбенты отличаются от пизкомолекулярных кислот, солей и оснований лишь отсутствием свободной диффузии в раствор ионов водорода или гидроксильной группы, образующихся в результате ионизации иоиогенных групп, так как они находятся под влиянием электростатического иритяжепия неподвижного анионного (или катионного) остатка. Процесс ионного обмена слагается из диффузии ионов растворенного электролита к поверхности зерен сорбента, диффузии ионов растворенного электролита внутрь сорбента, вытеснения подвижного иона сорбента из сферы влияния анионного (катионного) комплекса сорбента и диффузии вытесненного подвижного иона из фазы сорбента в раствор. [c.12]

Процесс ионного обмена слагается из диффузии ионов растворенного электролита к поверхности зерен сорбента, диффузии их внутрь сорбента, вытеснения подвижных ионов сорбента из сферы влияния анионного (или катионного) комплекса и диффузии вытесненных подвижных ионов из фазы сорбента в раствор. Ионный обмен имеет некоторое сходство с адсорбцией. Но, несмотря на существенные различия, часто на практике трудно провести границу между названными процессами, так как обмен нротивоионов почти всегда сопровождается адсорбцией, а большая часть обычных адсорбентов, например окись алюминия, активированный уголь, могут действовать как иониты. [c.84]

Свойства газовой фазы и сорбента. Коэффициент диффузии в системе метан—водород прн 25 С и нормальном давлении равен [2] 0,726 смУс. Считая коэффициент диффузии обратно пропорциональным давлению, для р = = Ю Па находим [c.66]

Учет продольного перемешивания. Уравнение (II 1.79), лежащее в основе расчета профилей концентраций и выходных кривых, справедливо для течения разделяемой среды через слой сорбента в режиме идеального вытеснения при отсутствии продольной диффузии. Отклонения от этого режима, обусловленные неравномерным распределением скоростей, существованием обратных потоков, наличием продольной диффузии, при расчете адсорберов обычно учитываются введением поправки в коэффициент массопередачи. Поправка вводится в виде дополнительного диффузионного сопротивления 1/Рпрод-Коэффициент массопередачи с учетом продольного [c.67]

Адсорбционные процессы относятся к наиболее сложно описываемым и моделируемым объектам химической технологии в силу того, что требуют в значительной мере более детального подхода к формированию модели в связи с. многообразием кинетических факторов, сопровождающих диффузию сорбата в макро-, мезо- и микропорах сорбента и необходимостью учета как специфических характеристик самого сорбента (например, состав и свойства активных центров, условия регенерации), так и особенностей взаимодействия в конкретной системе адсорбент - адсорбат и на стадии адсорбции, и на стадии регенерации. В связи с этим представляет интерес феноменологическая модель адсорбционного процесса в виде длины зоны массопередачи Lo. Зона массопередачи участок длины (высоты) слоя сорбента, в котором и протекает собственно сорбционный процесс с интегральным учетом всех его реалий, перемещающийся по длине слоя от начала к концу процесса в неподвижном слое сорбента и равный необходи юй высоте слоя в процессах в движущемся или псевдо-ожиженном слоях сорбента. [c.30]

В практике пробоотбора при оценке зафязнений атмосферы в последние годы все шире применяют пассивный пробоотбор [43]. В отличие от обычно используемых методов, заключающихся в аспирации заданного объема воздуха, пассивный пробоотбор основан на принципе молекулярной диффузии определяемого вещества через полимерную мембрану и его адсорбции в слое сорбента. Соответствующие устройства отличаются простотой конструкции и обслуживания, компактностью, а также невысокой стоимостью Такие системы особенно удобны для кон-фоля токсичных веществ в течение длительного времени и в широком диапазоне концентраций. Основное достоинство метода - высокая избирательность благодаря выбору мембраны, которая пропускает в фубку с сорбентом лишь молекулы определенного размера. Пассивный хфобоот-бор делает реальной индивидуальную дозиметрию токсикантов, воздействующих на человека за определенный промежуток времени. При этом используют миниатюрные ловушки типа дозимефов. [c.180]

О — коэффициент молекулярной диффузии Ощ — коэффициент диффузии в жидкости Оафф —эффективный коэффициент диффузии 3 — диаметр зерна сорбента с1к —диаметр колонки п — толщина пленки жидкости — масса сорбента [c.5]

На ширину хроматографической зоны в этом же направлении влияет и ряд других, кроме рассмотренных, факторов. К ним относятся возникновение так называемой вихревой диффузии, вызванной не-прямолинейностью потока газа вдодь слоя зерненого сорбента стеночный эффект, вызывающий дополнительное размывание [c.27]

Из уравнения (33) на первый взгляд можно сделать вывод о необходимости уменьшения диаметра зерен сорбента для ослабления действия вихревой диффузии. Однако константа Хв, характеризующая способ упаковки зерен, сама зависит от диаметра и уменьшается с его ростом, так как равномерную упаковку легче осуществить с зернами большого диаметра. Очевидно, что решающим фактором в этом случае должна быть однородность размеров зерен, изодисперсность сорбента. [c.28]

Диффузия в непродуваемые полости. Как указывается в [3, с. 30], диффузия сорбирующегося газа в непродуваемые газовые полости между частицами сорбента также может быть причиной размывания в насадочных колонках. [c.30]

Поскольку это явление рассматривается как процесс поглощения вещества сорбентом при Го = х + хь а размер непродуваемых полостей зависит от диаметра зерен, то его размывающее действие может быть выражено эффективным коэффициентом диффузии по аналогии с уравнением (35). Тогда [c.30]

Согласно этой теории причина размывания хроматографических полос обусловлена диффузией в газе и порах сорбента, а также массообменом между газом и неподвижной фазой. Сама диффузия имеет сложный характер. В реальной хроматографической колонке могут происходить следующие виды диффузии а) молекулярная диффузия, обусловленная тепловым движением молекул б) вихревая диффузия, вызываемая завихрением газа вокруг зерен насадки в) недостаточная скорость массопередачи из газовой фазы к поверхности неподвижной жидкости (в ГЖХ) или к поверхности твердого адсорбента (в ГАХ), обусловленное внешней диффузией, или замедленной внешнеди( узионной массопередачей недостаточная скорость миграции молекул адсорбированного вещества с поверхности неподвижной фазы внутрь неподвижной фазы, обусловленное замедленной внутренней диффузией или замедленной внутридиффузионной массопередачей. Последние два вида диффузии направлены поперек [c.52]

В отсутствие потока и гранулированного сорбечта в колонке D — коэффициент молекулярной диффузии. При наличии потока и гранулированного сорбента D — сложная величина и должна быть заменена на эффективный коэффициент диффузии В этом слу- [c.56]

Какова же связь между коэффициентом диффузии в отсутствие сорбента и при наличии его, т, е. в непоглощающей и поглощающей средах Дело в том, что каждая молекула лишь часть времени проводит там, гдеона способна совершать блуждания, приводящие к диффузии. Пребывание каждой молекулы в газовой подвижной фазе лишь часть времени (другую часть времени она проводит в поглощающей среде) является причиной меньшей скорости передвижения ее по сравнению со скоростью потока газа-носителя. Молекула сорбированного вещества движется вместе с газом-носителем лишь тогда, когда она находится в газовой фазе. [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология