Метод диффузии через пористые перегородки

Известно несколько методов экспериментального определения коэффициента диффузии. На рис. 9 показана схема установки для проведения измерений по методу диффузии через пористую перегородку. В качестве пористой перегородки применяют стеклянные или керамические фильтры. Скорость диффузии зависит от разности концентраций вещества в камере ( i) и сосуде (са), коэффициента диффузии и размеров пор в перегородке. Такой прибор мало чувствителен к механическим сотрясениям. Более того, жидкость в сосуде и в камере можно перемешивать. Определив i н с хилшческим методом с отбором проб или другими способами (измерением показателя преломления, оптической плотности и др.), определяют коэффициент диффузии по формуле [c.26]

Результаты измерения по методу диффузии через пористые перегородки хорошо согласуются с опытными данными, полученными другими методами (в пределах 1%), хотя иногда отклонения достигают 9%. [c.215]

Для успешного применения метода Гитторфа необходимо, чтобы на границе электрод — раствор при пропускании электрического тока не происходили побочные процессы (например, разряд молекул растворителя). Кроме того, время пропускания тока не должно быть очень длительным, чтобы можно было пренебречь выравниванием концентрации за счет диффузии через пористую перегородку. В результате этого изменения концентрации оказываются небольшими и это повышает требования к аналитическим методам, при помощи которых определяют Ась [c.63]

Известно несколько методов экспериментального определения коэффициента диффузии. Наиболее просто он оценивается при диффузии через пористую перегородку, отделяющую камеру с раствором изучаемого вещества от камеры с растворителем. Скорость возрастания концентрации в камере, первоначально заполненной чистым растворителем, прямо пропорциональна потоку вещества. Такой метод требует предварительной калибровки установки. В качестве стандарта чаще всего используют растворы сахарозы. [c.137]

В качестве пористых перегородок при диффузионном методе разделения стабильных изотопов применяются различные материалы. Астон впервые в истории изотопных исследований добился определимого разделения стабильных изотопов неона именно методом диффузии через пористые глиняные перегородки. Чрезвычайно эффективными оказались диффузионные конструкции, где роль порисТой перегородки играет струя пара ртути. [c.41]

Начальным этапом исследований сложных химических веществ, к которым относятся и горючие ископаемые ГИ), является разделение их на группы соединений, близких по одному или нескольким признакам. Методы разделения, основанные на разной реакционной способности соединений (или групп соединений), называются химическими. С их помощью выделяют из ТГИ гуминовые кислоты, из нефтей — нафтеновые, из газов — сероводород. Физические методы разделения основаны на разных плотностях (расслоение), смачиваемости поверхности (флотация), температурах кипения и летучести (перегонка, ректификация), адсорбция на твердой поверхности, температурах кристаллизации, диффузии через пористые перегородки и другие. Применяют также комбинированные методы или основанные на других принципах. [c.77]

Общая схема потоков для процесса разделения при использовании твердых перегородок показана на рис. 1Х-45. Эта схема пригодна в случае газовой диффузии через пористые перегородки или в случае диф-( )узии паров с растворением через полимерные перегородки. Следует подчеркнуть, что указанные выше методы расчета предполагают выполнение условия (ос — 1) > 1. Когда ( — )< 1, становятся оправданными дифференциальные методы, например, при расчете процесса разделения изотопов. [c.616]

Разделение смесей на составные компоненты играет большую роль в современном научном исследовании и в технике. Основным методом разделения жидких и газовых смесей (при возможности сжижения последних) следует считать ректификационную перегонку в различных ее вариантах. За последние годы, главным образом для разделения изотопов, получили значительное распространение новые методы разделения газовая диффузия через пористые перегородки, термодиффузия и другие. [c.7]

Вторая группа представляет методы определения коэффициентов диффузии при стационарных условиях стационарного процесса испарения в открытом цилиндре, диффузии через пористые перегородки, ламинарного потока или точечного источника и неизотермического переноса в капиллярно-пористых телах. [c.221]

Основными методами очистки веществ являются кристаллизация, перегонка и адсорбция из раствора на пористом материале с последующей десорбцией растворителем (хроматография). К другим, более редко применяемым методам относятся седиментация, центрифугирование, магнитное разделение, диффузия через пористые перегородки (в случае определенных газообразных веществ), перемещение в электрическом поле, когда растворенное вещество несет электрические заряды (электрофорез), и т. д. [c.21]

В качестве основных объектов для изучения диффузионных процессов с помощью изотопов чаще всего избирались металлы и их простейшие соединения. Это вполне закономерно, так как процессы диффузии играют громадную роль в металлургической промышленности (скорость роста кристаллов аустенита, растворение в них углерода и легирующих примесей, цементирование, азотирование и т. д.). В химической промышленности изотопы применялись для изучения диффузии реже. Это, однако, не следует рассматривать как указание на бесплодность указанного метода в химических производствах. Можно привести много примеров применения изотопов для изучения процессов диффузии через пористые перегородки, изучения диффузии при кристаллизации (с целью нахождения оптимальных условий кристаллизации данного соединения без одновременной кристаллизации загрязнений) и т. д. Сюда же могут быть отнесены применения изотопов для определения качества перемешивания веществ в различных конструкциях смесителей и др. К сожалению, по этим вопросам указаний в литературе почти нет. Известна одна работа [ J по изучению диффузии тридекановой кислоты, содержащей С в карбоксильной группе, в углеводородные масла. Проникновение меченой кислоты в данный слой масла определялось с помощью счетчика Гейгера—Мюллера. В работе показано, что скорость диффузии кислоты зависит от степени ее диспергирования. [c.185]

Размеры условных пор методом фракционных коэффициентов отсева определяются непосредственно по размерам задерживаемых частиц. Этот метод позволяет исключить из специального рассмотрения силы инерции, диффузии, адгезии, электростатические и другие, действующие на частицу при ее проходе через пористую перегородку и влияющие на вероятность ее задержания, что существенно упрощает расчеты процессов фильтрации. [c.37]

Использование для разделения изотопов таких физических свойств, как разность плотностей в газообразном состоянии и различные скорости диффузии, или различие в температурах кипения в жидком состоянии позволило разработать методы разделения изотопов из смеси (диффузия в потоке пара или через пористые перегородки, термодиффузия, фракционная перегонка н др.). Эти методы трудоемки, так как необходимо многократно (ступенчато) проводить разделение, поскольку коэффициенты разделения крайне низки. [c.40]

Для определения концентрации горючих газов используется также и диффузионный эффект. Измерение диффузионного эффекта основано иа способности газов диффундировать через пористые перегородки с различной скоростью. Так, легкие газы — метан, водород—диффундируют со значительно большей скоростью, чем азот и кислород. Поэтому этот метод применяется для отделения метана и водорода от воздуха. Измеряя давление при диффузии, можно определить концентрацию легких горючих газон в воздухе. [c.10]

Методы диффузии и т е р м о д и ф ф у з и и. Диффузионный метод разделения соединений стабильных изотопов в газовой фазе основан на различии скоростей диффузии легкого и тяжелого компонентов смеси. Еще в конце прошлого века английским физиком Рэлеем было показано, что смесь различных газов с разной молекулярной массой может быть частично разделена при диффузии ее через пористую перегородку. Коэффициент разделения смеси газов а при этом пропорционален корню квадратному из отношения молекулярных масс компонентов смеси [c.41]

Метод ячейки с диафрагмой. Ячейки с диафрагмой уже давно применяются для исследования диффузии в условиях градиента концентрации двух химически различных веществ. Ячейка обычно состоит из двух отделений, разделенных пористой стеклянной диафрагмой. Меченые атомы из одного отделения диффундируют через пористую перегородку в другое. За любой интервал времени М изменение в общем содержании меченых атомов в одном из отделений должно быть равным количеству данных атомов, продиффундировавших в это отделение (или из него). [c.67]

Из физико-химических методов разделения наиболее распространены метод химических обменных реакций, метод диффузии (точнее, эффузии) газов через пористую перегородку, метод термической (тепловой) диффузии и метод электролиза. [c.24]

В ходе второй мировой войны возникла необходимость в пластических материалах и смазочных средствах, обладающих необычной химической и термической стабильностью. Такие материалы требовались для многих целей, и в частности для изготовления насосных устройств, использовавшихся при отделении от путем диффузии гексафторида урана, обладающего сильными корродирующими свойствами, через пористые перегородки. Естественно было попытаться использовать для подобной цели вещества, состоящие только из углерода и фтора (фторуглероды), и это заставило потратить немало усилий на разработку методов получения соединений типа (- Fa -)п. [c.299]

Диффузионные методы разделения существенно отличаются от дистилляции или изотопного обмена. Для того чтобы обеспечить концентрационный напор, необходимый для осуществления разделения, в диффузионных методах используются необратимые тепловой или материальный потоки. Например, при масс-диффузии легко конденсирующийся пар вводится необратимо в смесь газов, подлежащую разделению. Если компоненты смеси имеют различные коэффициенты диффузии в паре, то один из них, с меньшим коэффициентом диффузии, будет концентрироваться в направлении потока пара. При газовой диффузии смесь, подлежащая разделению, проходит необратимо через пористую перегородку или мембрану с отверстиями, меньшими по размеру, чем средняя длина свободного пробега молекул смеси газа. В этих условиях отношение потока легкого компонента к потоку тяжелого несколько больше отношения количеств этих компонентов в исходной смеси, т. е. имеет место частичное разделение. Аналогично, при термодиффузии устанавливается необратимый поток тепла от горячей к холодной стенке колонны, содержащий разделяемую смесь. Это вызывает диффузию одного из компонентов смеси к холодной стенке колонны и частичное разделение. [c.475]

Известно, что скорость диффузии обратно пропорциональна квадратному корню из веса частиц. Поэтому, заставляя смесь газообразных изотопов многократно диффундировать через пористую перегородку в вакуум, можно добиться полного разделения их. Это — впервые применённый метод разделения изотопов (Астон, разделение изотопов N6). [c.304]

Для концентрирования 0 пригоден ряд методов термодиффузия, электролиз воды, перегонка спиртов, воды, жидкого кислорода (в остатке концентрируется тяжелый кислород). Находит применение и метод газовой диффузии. Газ пропускают через камеру, разделенную пористой перегородкой на две части в первой поддерживается более высокое давление, чем во второй. Молекулы Ог и Ог , обладая меньшей молекулярной массой, чем молекулы Ог , легче проникают через пористую перегородку, и газ, проходя через несколько каскадов из сотен и тысяч камер-сепараторов, практически полностью освобождается от тяжелого изотопа. [c.101]

Этот метод диффузии через пористые перегородки был в свое время использован Релеем и Рамзаем для разделения газов атмосферы. Поскольку при однократном прохождении газовой смеси эффективность разделения невелика, то применяют каскадный принцип. Так, например, Гертц, применяя этот принцип многократного прохождения смеси через пористую перегородку, разделил изотопы неона. Этот метод был в дальнейшем использован для разделения изотопов урана Ге и Ре). Здесь соотношение составляет всего лишь 1,0043, но число прохождений около 4000, что дает возможность получить 11 Ре чистотой около 99% [120]. Однако для этого потребовалась мощная система насосов и компрессоров (238 тыс. ка). [c.205]

Разработка методов И. р. была начата одновременно с открытием изотопов. Кще в 1913 Дж. Дж. Томсоном был применен электромагнитный метод разделения изотопов неона Ме о и Ке=-, явившийся также способом их открытия. Будучи усовершенствован, этот метод был использован в дальнейшем (1920) Ф. Астоном для открытия и разделения изотонов многих элементов. В 1919 Ф. Линдеманном и Ф. Астоном был предложен для И. р. метод центрифугирования. В 1932 Г. Герц использовал для разделения изотопов метод диффузии через пористые перегородки, а в 1934 — метод диффузии в струю пара. Метод ректификации изотопных смесей был применен в 1931 В. Кезо-мом и Г. Ван-Дейком для разделения Не ч и Ке з, а Г. Юри, Ф. Брикведом и Л. Мэрфи — для концентрирования дейтерия в жидком водороде. В 1933 Г. Льюис и Р. Макдональд получили тяжелую воду электролизом (кинетич. метод). В 1935 Г. Юри и Л. Грейфф был предложен для И. р. метод химич. обмена. В 1938 К. Клузиусом и Г. Диккелем для целей И. р. был применен термодиффузионный метод. [c.98]

Разработка методов И. р. 61,ша начата одновременно с открытием изотопов. Р ще в 1913 Дт. Дж. Томсоном был применен алектромапштный метод разделения изотопов неона Ке-о и N0- -, явившийся также способом их открытия. Будучи усовер-тснетвован, этот метод был использован в дальнейшем (1920) Ф. Астоном для открытия и разделепия изотопов многих элементов, В 1919 Ф. Лшщеманном и Ф. Астоном был предложен для И. р, метод центрифугирования, В 1932 Г. Герц использо-ва.ч длн разделения изотопов метод диффузии через пористые перегородки, а в 1934 — метод диффузии в струю пара. Метод ректификации изотопных смесей был применен в 1931 В. Кезо-моы и 1. Ван-Дейком для разделения Ке- и а Г, Юри, [c.98]

Изотоп 235u использованный в подобных бомбах во время войны, был получен методом диффузии через пористые перегородки. Позднее был использован более эффективный метод электромагнитного разделения (см. стр. 761). [c.774]

Существуют также методы разделения изотопов, осноб ..ч-ные на различии физических свойств веществ, содержащих р. з-ные изотопы одного элемента, например. метод газовой диффузии, когда в процессе диффузии через пористую перегородку летучего соединения оно обогащается более легким изотопо.м входящего в его состав элемента. В настоящее время многие элементы получают в виде чистых изотопов в значительных количествах. Например, годовое производство тяжелой воды составляет несколько сот тонн. Тяжелая вода используется в ядерных реакторах и научных исследованиях. В больших количествах осуществляется разделение изотопов урана, нужных для ядерной энергетики. [c.21]

В статье Бенедикта Многоступенчатые процессы разделения даны характеристики новых процессов разделения и проведено систематическое сравнение термодинамических коэфи-цйентов полезного действия различных разделительных процессов. Следует отметить схематичность выводов автора недооценивающего действительные потери в процессе разделения смеси, а также неполный охват всех процессов разделения не упомянуты, - например, адсорбционные методы разделения, предложенные русским ученым Цветом в 1903 г. и получившие в последние годы большое распространение не произведены сравнительные расчеты для разделения с помощью электролиза. Тем не мензе, работа представляет значительный интерес, поскольку в ней приведены новые данные по таким процессам разделения, как химическое обогащение и диффузия через пористые перегородки. [c.8]

Важнейшее свойство урана состоит в том, что ядра некоторых его изотопов способны к делению при захвате нейтронов при этом выделяется громадное количество энергии. Это свойство урана используется в ядерных реакторах, служащих источниками энергии, а также лежит в основе действия атомной бомбы. Непосредственно для получения ядерной энергии применяются изотопы и 9211. Из них 2 применяется в виде природного урана, обогащенного этим изотопом. Важнейший метод обогащения (или выделения) изотопа основан на различии в скорости диффузии газообразных соединений изотопов через пористые перегородки. В качестве газообразного соединения урана используют его гексафторид ОГе (температура сублимации 56,5 °С). Из изотопа получают изотоп плутония 94Ри, который также может использоваться в ядерных реакторах и в атомной бомбе. [c.503]

Следует иметь в виду, что методы очистки вещества являются либо частично (абсорбция, экстракция, азеотропная и экстрактивная ректификация), либо полностью (диффузия примесей через пористые перегородки или через струю паров ртути, адсорбция, термическая диффузии, электромагнитные методы) термодинамически необратимыми [12]. В некоторой степени к термодинамически обратимым процессам очистки можно отнести обратимую абсорбцию, кристаллизацию из растворов и перегонку. По.чная или частичная необратимость методов очистки даже разбавленных растворов приводит к довольно высокой фактической затрате энергии, вслелстгше чего тр >ыодиламичс-ский к. п. д. составляет всего 1 - 10 -- 1 10" [13]. [c.9]

Полярографический метод для определения коэффициентов диффузии применил также Ралфс [81]. Он изучал диффузию через пористую стеклянную перегородку, измеряя через определенные интервалы времени концентрацию продиффундировавшего вещества по высоте полярографической волны. В случае сосуда, который разделен на две части пористой перегородкой, справедливо уравнение [c.97]

Разработаны также технические методы, основанные на различной скорости диффузии инертных газов в атмосферу другого газа, или методы, использующие для разделения инертных газов различную скорость проникновения их через пористые перегородки. Значительные количества криптона и ксенона были получены методом Клода ( loude), который основан на том, что жидкий воздух извлекает указанные газы из воздуха, охлажденного почти до температуры сжижения. [c.131]

Диффузия газов через пористые перегородки является одним из важнейших методов разделения тяя елых, а также многих легких изотопов. Приже- [c.99]

Метод диафрагменной ячейки. Впервые этот метод был использован Нортсропом и Ансоном [42]. В этом случае диффузия осуществляется через пористую перегородку— диафрагму, соединяющую две ячейки, в которых концентрации соответствующих жидкостей остаются постоянными. Тз1с как диафрагма существенно уменьшает поперечное сечение, уменьшая поверхность контакта между двумя жидкостями, то снижается влияние эффекта конвекции. [c.223]