Экстракционные системы с химической реакцией

Окончательную оценку аппарата представляет сумма баллов, однако ири этом, в зависимости от свойств экстракционной системы, не все перечисленные в таблице требования принимаются во внимание. Так например, требования, которые предъявляются к аппаратуре, когда одновременно с диффузией в экстракционной системе идет химическая реакция, отпадают, если в системе будут происходить только явления физического характера. [c.368]

В технологии редких металлов обычно применяют такие экстракционные системы, в которых скорость химических реакций очень велика. Время релаксации реакции (установления равновесия) гораздо меньше времени релаксации диффузионного процесса. Такие экстракционные процессы определяют как проходящие в диффузионном режиме, так как скорость процесса определяется процессами диффузии. [c.200]

Встречаются, однако, экстракционные системы с медленной химической реакцией в этом случае скорость экстракции определяется химической реакцией и процессы протекают в кинетическом режиме. Например, скорость экстракции катионов большинства металлов фосфорорганическими кислотами велика, однако ионы алюминия, бериллия, железа экстрагируются в них медленно. [c.200]

К большинству реальных экстракционных систем закон распределения в своей классической форме неприменим, так как в обеих фазах может иметь место взаимодействие вещества с растворителем, а также возможны экстракция вещества в виде нескольких соединений, изменение взаимной растворимости растворителей под влиянием экстрагируемого вещества и т. д. Поэтому для характеристики распределения вещества в таких системах обычно используют коэффициенты распределения. Ввиду того что в основе многих экстракционных процессов лежит химическое взаимодействие между экстрагируемым веществом и экстрагентом, можно рас-сматривать экстракцию как равновесную химическую реакцию, к которой применим закон действующих масс. [c.107]

Хотя в зависимости от свойств определенной экстракционной системы процессом, определяющим кинетику экстракции, может стать как первая, так и вторая стадии, в большинстве случаев медленное установление равновесия определяется, по-видимому, химическими реакциями в водной и органической фазах. [c.194]

Экстракцию можно рассматривать как процесс массопередачи, происходящий в результате существования разности химических потенциалов переносимых веществ в фазах. В общем случае массопередача сопровождается химическими реакциями. При экстракции неорганических веществ они протекают практически всегда, так как в основе такого процесса обычно лежит химическое взаимодействие извлекаемых компонентов с экстрагентом. В зависимости от типа экстрагируемого вещества и его состояния в водном и органическом растворах в системе могут протекать самые разнообразные химические реакции. Однако общими для всех типов экстракционных систем являются реакции, предшествующие образованию экстрагируемого соединения, и реакции образования экстрагируемого соединения (или экстрагируемых соединений) [I 3]. [c.145]

Таким образом, процедура качественного химического анализа представляет собой последовательное отделение анаштических групп с дальнейшим откры-таем входящих в них ионов систематическим или дробным методами. В ходе выполнения анализа как систематическим, так и дробным методами аналитик управляет поведением ионов в растворе, прежде всего их концентрациями. Такое управление возможно на основе равновесных реакций путем смещения равновесий. В распоряжении аналитика два типа рав1ювеспых процессов — гомогенные и гетерогенные равновесия. Гомогенные равновесия — это диссоциация — ассоциация, окисление — восстановление, гидролиз, нейтрализация, комплексообразование. Количественное описание этих равновесий основано на законе действующих масс и уравнении Нернста для окислительновосстановительного потенциала системы. К гетероген-ныи равновесиям относятся, прежде всего, растворение и осаждение осадков, экстракционное распределение между двумя жидкими фазами и хроматографические процессы. Расчеты положения гетерогенного равновесия возможны на основе констант межфазных распределений, в первую очередь правила произведения растворимости. [c.72]

Для значительной части экстракционных процессов, особенно для экстракции неорганических веществ, характерна реакция комплексообразования в органической фазе. По мнению некоторых авторов [17], если энергия взаимодействия частиц в растворе велика, то имеющиеся в системе химические эффекты, которые могут быть описаны химическими уравнениями образования комплексов и ассоциатов, превалируют над физическими эффектами, обуславливающими неидеальность раствора. Указанная целиком химическая концепция равновесия в системе жидкость — жидкость приводит к формулировке задачи в форме закона действия масс [c.370]

В силу интенсивного развития сравнительно новой области экстракции не только не установились определенные понятия и обозначения, но еще и мало сделано в области выявления коренных, принципиальных закономерностей процесса. В целях предоставления читателям возможности сопоставления и сравнения идей в выпусках сборника публикуются статьи, отражающие различные взгляды на механизм процесса экстракции, различные подходы к обработке экспериментальных данных, к расчету и конструированию аппаратуры. Так, в теоретическом разделе первого выпуска сборника, наряду со статьей А. М. Розена, в которой развиваются представления по термодинамике экстракции, основанные прежде всего на строгом учете коэффициентов активности компонентов системы, публикуются статьи, в которых экстракционные системы рассматриваются чисто химически (связь коэффициентов распределения с химическим составом экстрагентов, предсказание выбора экстрагента на основе состава внутрикомплексных соединений, оксо-ниевый механизм извлечения ионов кислородсодержащими растворителями). В разделе экстракционной аппаратуры, наряду с работой по равновесной динамике процесса экстракции, помещены статьи, в одной из которых отмечается необходимость учета химической кинетики при расчете аппаратуры, а в другой дается аналитический метод расчета числа теоретических степеней, исходящий из величины константы равновесия реакции. [c.4]

Тройные системы — это системы, образованные тремя компонентами. При смешивании трех любых веществ могут образовываться системы, состоящие из одной фазы либо из двух или трех несмешивающихся фаз. При дальнейшем описании тройных систем будет принято, что смешиваемые вещества и образующиеся фазы являются жидкими и что при смешивании не происходит никаких химических реакций или образования твердых молекулярных соединений. Это положение соответствует обычным условиям экстракционного процесса. [c.24]

С целью проверки соответствующих уравнений для вычисления коэффициентов массопередачи следует выбирать системы с постоянными коэффициентами распределения. В системах с реакциями эти уравнения применяют к тому соединению (той молекулярной форме), которая реально переходит из одной фазы в другую. Таким образом, описать скорость массопередачи с химической реакцией (экстракции) сложно. В книге [31 рассмотрена массопередача с химической реакцией применительно к адсорбции газов, что несколько упрощает проблему. Для некоторых экстракционных систем можно предложить более простое решение, но во всех случаях исследование скорости экстракции следует начинать с установления режима, что имеет большое самостоятельное значение, так как позволяет определить пути повышения скорости экстракции. Без установления режима в определенной области концентрации и интенсивности перемешивания нельзя сделать вывод о механизме процессов, определяющих ее скорость. [c.44]

Имеется относительно мало работ по изучению скорости достижения равновесия, так как предполагается, что в большинстве случаев переход распределяемого вещества через поверхность раздела фаз совершается по существу мгновенно. По межфазным реакциям имеется обширная литература [1], однако изученные системы редко имеют непосредственное применение в экстракционной практике. Данной целью нашей работы является определение с помощью радиоактивных индикаторов скорости перехода веществ через поверхность раздела в двухфазных жидких системах в условиях действующего химического равновесия. [c.310]

Из опытов Льюиса следует, что интенсивнбсть массообмена в экстракционной системе может соответствовать ожидаемой только тогда, когда не возникает спонтанная турбулентность или не происходит реакция на поверхности контакта фаз. В системах, в которых возникают эти явления, при соответствующих температурах можно получить полное изменение величины отдельных сопротивлений и их соотношений, в связи с чем поведение системы может не согласоваться с теоретическими предположениями. Так например, если вынужденная турбулентность мала и сопротивление массопередачи значительно превышает сопротивление реакции на поверхности фаз, то коэффициенты—опытный и вычисленный—могут быть бя зк друг к другу. При росте вынужденной турбулентности сопротивление массопередачи может настолько уменьшиться, что главная роль перейдет к сопротивлению химической реакции, и тогда коэффициенты—онытный и вычисленный—могут очень сильно различаться по своей величине. [c.83]

Метод диссоциативной экстракции может успешно применяться для разделения целого класса органических соединений, сходных по своим физико-химическим свойствам и поэтому трудно разделимых обычными методами [1—3]. Диссоциативная экстракция может быть отнесена к экстракционным системам типа неэлектролит—электролит, но в отличие от других систем подобного класса экстрагент должен быть в стехиометрическом дефиците по отношению к общему содержанию компонентов, поскольку именно при таком условии в наибольшей степени будут проявляться его селективные свойства. При этом химическая реакция для конкурирующих реагентов является определяюпщм фактором процесса диссоциативной экстракции. Она создает основу для полного разделения смесей, которого нельзя достигнуть такими традиционными методами, как фракционная дистилляция, экстракция органическими или водными растворителями, кристаллизация и т. п. [c.79]

Экстракционно-спектрофотометрические методы применяются при исследовании процессов комплексообразования, определении констант экстракции и устойчивости комплексных соединений и констант равновесия химических реакций. При использовании метода экстракции (распределения) равновесную концентрацию иона металла — комплексообразователя в системе М—R органический растворитель — вода определяют в органической фазе, если поглощение образующегося соединения может быть измерено (см. стр. 126). Зная общую концентрацию металла, по разности находят его концентрацию в водной фазе. Например, при исследовании комплексообразования никеля с рядом диоксимов в интервале концентраций 4,5х X 10 — 1,3 10 моль/л равновесную концентрацию никеля определяют в органической фазе по поглощению соответствующего диок-симата никеля. [c.82]

Книга Последние достижения в области жидкостной экстракции под редакцией К. Хансона, изданная в 1971 г., представляет собой обзор важнейших работ по теории и практике экстракции, выполненных главным образом за последние годы, в котором процесс экстракции рассматривается во всем его многообразии. Отдельные главы посвящены химии экстракционных процессов, массопередаче, в том числе массопередаче, осложненной химической реакцией, явлениям на границе раздела фаз, коалесценции капель, типовому промышленному оборудованию и его расчету и т. д. По рекомендации Научного совета по теоретическим основам химической технологии мы опустили при переводе некоторые главы из книги (например, Функции отклика и контроль за экстракционными процессами , Одновременная тепло- и массонередача и Теплопередача при прямом контакте жидкость — жидкость ). В то же время мы сочли необходимым дополнить русский текст книги главой Кинетика экстракции в системе электролит — неэлектролит , учитывая развитие этого направления- у нас в стране и за рубежом и его перспективы для выяснения тонкого механизма экстракции и интенсификации экстракционных процессов. [c.9]

К медленным реакциям, определяющим общую скорость процесса, относятся многие реакции в системе жидкость — жидкость, играющие важную роль в основной органической промышленности (например, нитрование, сульфирование и гидролиз). Эти процессы по традиции не относятся к экстракционным, а рассматриваются как химические гетерофазные реакции. Проектирование аппаратов для таких процессов основывается скорее на расчете и конструкции реактора с учетом скорости реакции, а не скорости массопередачи. Протекание этих химических реакций сопровождается большими тепловыми эффектами и включает, как и экстракция, процесс массопередачи. Единственное различие заключается в относительных значениях скорости массопередачи. Представляет интерес найти возможность иереноса определенных закономерностей из одной группы процессов в другую. [c.359]

Джеффрис, Дженсон и Майлз [35] вывели уравнение, связывающее основные параметры процесса в колонне, с высотой единицы переноса или высотой теоретической ступени. Анализ основан на рассдадтрении массопередачи с одновременной химической реакцией при равных скоростях стадий. Метод, разработанный для этой системы, должен найти более широкое применение. Результаты показывают, что процесс контролируется массопередачей. Однако, полученные значения ВЕП намного меньше, чем следовало бы ожидать для распылительной колонны, применяемой в обычном экстракционном процессе. Возможно, это объясняется, хотя бы частично, протеканием химической реакции. В результате движущая сила массопередачи не достигает максимума до тех пор, пока поток не поднимется на определенную высоту в колонне. В нижней части колонны процесс массопередачи осложняется химической реакцией. [c.373]

При экстракции неорганических веществ межфазный переход в большинстве случаев связан с их химическим взаимодействием с неполярной фазой. Поэтому критерии относительной полярности стационарной и подвижной фаз и разделяемых веществ в этом случае оказываются, как правило, неприемлемыми. Химические соединения, образуемые разделяемыми веществами в фазе экстрагента, обычно не могут быть выделены в свободном состоянии, и априорная информация об их полярности отсутствует. Выбор экстракционных систем для осуществления экстракционнохроматографического процесса, помимо общих требований минимальной взаи.мной растворимости фаз и максимальных значений основывается на двух предпосылках значения коэффициентов распределения разделяемых веществ при нанесении на колонку должны отвечать условию > 10, скорость химической реакции межфазного перехода не должна быть лимитирующей стадией в установлении экстракционного равновесия в хроматографической колонке. Иными словами, ддя экстракционно-хроматографического разделения приемлемы системы, обеспечивающие высокие значения и не имеющие кинетических ограничений. [c.213]

При протекании химических реакций в экстракционных системах картина процесса в общем случае оказывается более сложной, чем рассмотренная выше. Однако если экстракция осуществляется в кинетическом режиме, обусловленном медленными реакциями в объеме какой-либо фазы, описание кинетики извлечения вещества резко упрощается. В этом случае диспергирование, коа-лесценция, стесненное движение капель, продольное перемешивание в аппаратах, адсорбция ПАВ и другие процессы, которые трудно (а порой и невозможно) точно учесть при расчете скорости экстракции, играют несущественную роль. При этом не нужно знать ни поверхность фазового контакта, ни коэффициенты массоотдачи. Такие процессы, однако, крайне редки. [c.164]

Важным фактом, на который необходимо обращать внимание при использовании экстракционных приемов, является кинетика экстракции. Скорость процесса экстракции зависит от скорости химических реакций, протекающих в экстракционной системе, от скорости образования экстрагирующегося соединения, а также от скорости переноса распределяющегося вещества из водной в органическую фазу. Поскольку скорость экстракции зависит и от природы ионов металлов и реагента, то, подбирая соответствующие условия, можио достигнуть значительного различия в скорости экстракции тех или иных элементов, что в конечном итоге будет способствовать улучшению избирательности экстракционного разделения. [c.290]