Г о л у б е в, Г. М. И а н ч е н к о в. Равновесие и диффузия в динамике сорбции и хроматографии

Перенос вещества через колонку нонита может происходить в равновесных или неравновесных условиях. Поэтому существуют теория равновесной ионообменной динамики сорбции и хроматографии и теория неравновесной динамики ионообменной сорбции и хроматографии. Отсутствие равновесия при хроматографическом процессе может быть вызвано в основном тремя причинами диффузией внутрь зерен ионита, диффузией через жидкую пленку (стр. 99), окружающую каждое зерно ионита, и кинетикой процессов сорбции — десорбции. [c.126]

РАВНОВЕСИЕ И ДИФФУЗИЯ В ДИНАМИКЕ ХРОМАТОГРАФИИ И СОРБЦИИ [c.11]

Другой подход к анализу процессов, протекаюш,их в условиях линейной неидеальной хроматографии, был развит еще в первых работах нобелевских лауреатов Мартина и Синджа [71], предложивших в 1941 г. тарелочную теорию жидкостной распределительной хроматографии, распространенную затем на газо-жидкостную хроматографию Джеймсом и Мартином [72]. При этом слой неподвижной фазы рассматривается как совокупность последовательно соединенных элементарных ступеней ( тарелок ),на каждой из которых устанавливается межфазовое равновесие. Хотя теория тарелок и объясняет, почему профиль хроматографической зоны в случае линейной изотермы распределения для достаточно больших времен элюирования приближается к форме гауссовской кривой, однако она не позволяет непосредственно связать размывание с параметрами хроматографического опыта. Дальнейшее свое развитие тарелочная теория получила за рубежом в работах Майера [73], Глюкауфа [74—75] и Винка [76] и в исследованиях советских авторов [77—80], однако, вследствие указанного выше формального характера, она все больше уступает свои позиции теории скоростей , существенный вклад в которую сделан Жуховицким с сотрудниками [81—83] и Томасом [84], изучавшими процесс динамики сорбции вещества слоем зерпеного материала из потока инертного газа. В работе [82] приведено полное решение для процесса, лимитируемого внешнедиффузиоиной кинетикой при линейной изотерме адсорбции. Для изотермы Лэнгмюра задачу удалось решить только численно [67]. Отметим, что внутридиффузионные задачи в динамике сорбции еще в середине и конце тридцатых годов исследовались Викке [85] и Дам-коллером [86], причем было показано, что предложенный механизм хорошо описывает опыты при низких давлениях, при повышенном же давлении процесс, видимо, начинает контролироваться внешней диффузией. [c.88]

Покажем, что при решении задачи динамики равновесной сорбции (хроматографии) послойным методом [1—3] может быть учтена либо внешнедиффузионная кинетика сорбции, либо кинетика, обусловленная потоком, при соответствующем выборе величины элементарного слоя Ах. Рассматривая динамику равнонесной сорбции (хроматографии) послойным методом, мы моделируем процесс как перенос.вещества из (1 — 1)-го слоя колонки в г-й слой без адсорбции плюс равновесная адсорбция в -м слое без переноса. Таким образом учитывается дискретность поглощающей среды сорбента. Считается, что равновесие в каждом слое устанавливается мгновенно тогда скорость внешней диффузии намного больше скорости подвода адсорбируемого вещества потоком, а — время, необходимое для того, чтобы вещество, равновесное с (г — 1) слоем сорбента, было перенесено к слою г 1 == 1, 2,. . . ). Следовательно, условие (9) выражает тот факт, что скорость доставки адсорбируемого вещества от одного сорбирующего слоя к другому конечна и равна скорости потока. Легко видеть, что для учета кинетики, обусловленной потоком, необходимо выбрать величину слоя, равную усредненному по потоку расстоянию между двумя соседними зернами сорбента плюс усредненное значение толщины зерна сорбента. Для колонки, упакованной шарообразными зернами радиуса г о, как показывают вычисления, [c.14]

Исследование количественных закономерностей равновесия, кинетики и динамики ионного обмена с учетом структуры ионитов и с использованием операционных методов решения задач и машинного способа расчетов приводит к возможности выбора и обоснования наиболее эффективных ионообменных методов, в частности режимов технологических процессов для гетерогенных ионообменных систем в реакторах с перемешиванием и в колоночных установках, а также для хроматографических элюцион-ных процессов. Использованные модели учитывают здесь диффузию ионов в растворе и в зернах ионитов, а также возникновение электрического потенциала при массообмене. Анализ медленной диффузии органических и других сложных ионов в сетчатых сополимерах и других пористых и проницаемых зернах сорбентов привел к установлению новых представлений о неравновесной динамике сорбции и хроматографии. С помощью критериальных зависимостей в этих случаях возможно установить условия перехода к процессам полного насыщения колонок сорбируемыми веществами и полному выходу десорбируемых веществ в зависимости от радиуса зерен сорбентов, скорости протекания растворов, коэффициентов диффузии, констант ионного обмена и высоты колонки. [c.3]