Фронт концентраций в колонке сорбционный

До сих пор мы рассматривали только сорбционный фронт. Однако фронтальный анализ может проводиться также при предварительном насыщении сорбента во всей колонке компонентом I и последующем продувании газа-носителя с объемной скоростью Р. При этом через колонку в стационарной и газовой фазах проходят зоны компонента I, за которыми следует зона чистого газа-носителя. Все рассуждения, приведенные для фронта в обычном фронтальном анализе, относятся и к этому случаю, однако, поскольку речь идет о десорбционных фронтах, концентрация теперь будет возрастать от нуля до или а . Скорость газа позади фронта будет меньше, чем впереди него, так как из-за десорбции вещество 1 переходит из неподвижной фазы в газовую. [c.425]

Основным показателем применимости закономерностей динамики обмена при линейной изотерме является постоянство величины б /7 [И] по мере движения сорбционного фронта вдоль колонки (б — ширина сорбционного фронта V — объем раствора, соответствующий передвижению фронта в данное положение). Для экспериментальной проверки закономерностей динамики сорбции микроколичеств цезия-134 растворы фильтровали через колонки одинакового сечения, но с разными высотами слоя сорбента. Выходные кривые при таком проведении опыта соответствуют движению сорбционного фронта вдоль колонки. По полученным данным строили выходные кривые в координатах ф—V, где ф == щ/п — относительная концентрация цезия-134 в растворе — количество цезия-134 в исходном растворе, отнесенное к единице длины колонки, мккюри/см 1 — количество цезия-134 в фильтрате, отнесенное к единице длины колонки, мккюри/см. [c.85]

Через слой сорбента в колонке непрерывно пропускается исследуемый газ, содержащий, например, три компонента, разбавленные газом-носителем. Пусть по величине сорбции эти вещества располагаются так, что первый сорбируется слабее остальных, а третий — сильнее. После установления сорбционного равновесия в колонку вводится порция газа-носителя, не содержащая компонентов смеси. При движении слоя этого газа вдоль сорбента вследствие десорбции веществ перед фронтом слоя возникает изменение концентрации (рис. 61, а, область II). Так как смесь содержит три компонента, то образуется три таких фронта, -- [c.143]

В реальных условиях фронт хроматографической зоны в колонке бывает в той или иной степени размытым. Рассмотрим условия и закономерности формирования границ хроматографической зоны одного компонента. Будем исходить из предположения, что сорбционное равновесие в системе устанавливается мгновенно (или допустим, что скорость протекания раствора очень мала). Пусть в некоторой части колонки, площадь сечения которой равна 1 см , в порах сорбента находится раствор, имеющий концентрацию С удельная пористость сорбента у], удельная сорби-т [c.18]

Хроматографический фронт в процессе движения вдоль колонки в каждый момент времени обладает совершенно определенным профилем концентраций. Если этот профиль не изменяется, то все концентрации движутся с одинаковой скоростью и мы говорим о стационарном фронте . Такой фронт может образоваться только в том случае, когда непрерывное размывание, вызванное диффузией или медленностью установления сорбционного равновесия, уравновешивается каким-либо обратным эффектом. Так, происходящее в результате сорбции уменьшение линейной скорости потока внутри фронта от до / / оказывает воздействие, увеличивающее крутизну фронта. [c.427]

Сущность динамического метода заключается в том, что через уплотненный слой сорбента, находящегося в колонке, непрерывно пропускается раствор насыщающего иона до установления сорбционного равновесия между исходным раствором и сорбентом. По мере пропускания раствора через колонку в ней образуется сорбционный фронт, т. е. в верхней ее части наступает полное насыщение сорбента, затем фронт адсорбции передвигается вниз по колонке. С момента сформирования насыщенного слоя динамика сорбции происходит при режиме параллельного переноса фронта сорбции. Когда фронт достигает конца колонки, наступает проскок насыщающего иона в фильтрат. Дальнейшее пропускание исходного раствора приводит к тому, что по всей толщине сорбента достигается полное насыщение, т. е. наступает равновесие. С этого времени концентрация фильтрата становится равной концентрации исходного раствора. [c.24]

Непосредственное использование селективных сорбентов в виде дисперсной взвеси, отделяемой затем от раствора, неудобно в операционном, технологическом отношении. Не только технически и технологически более целесообразным, но также и более эффективным является избирательный процесс сорбции при прохождении раствора через колонку. Полное насыщение колонки в таком процессе является обычно одноактным процессом, в котором сорбированное вещество находится в равновесном с исходным раствором состоянии. Однако поглотительная способность сорбента в динамическом процессе значительно превышает статическую сорбционную емкость благодаря возможности образования резкой границы сорбируемых веществ в колонке, что приводит к установлению равновесия именно с исходным раствором. На рис. 1.2 показаны сорбционная емкость и равновесная концентрация для статического и динамического сорбционных процессов в условиях образования резкого фронта. Данная на рис. 1.2 картина относится не только к молекулярной, но и ионообменной сорбции. [c.13]

Если допустить, что во время прохождения веществ через хроматографическую колонку между сорбентом и веществами устанавливается мгновенно сорбционное равновесие, то и в этом предельном случае нельзя ожидать образования резких границ между зонами фронты и границы между зонами должны быть всегда несколько размытыми. Характер кривых распределения веществ в хроматографических колонках, профиль фронтов, ширина переходных областей между зонами будут зависеть прежде всего от вида изотерм сорбции. Если колонка работает в условиях, близких к равновесным, то полнота хроматографического разделения смеси веществ будет определяться исключительно различиями в константах уравнений изотерм сорбции. Распределение веществ между сорбентом и подвижной фазой в каждом элементарном слое может быть легко рассчитано, если известны изотермы сорбции. Процесс динамики сорбции будет представлять собой перенос мгновенных равновесных концентраций веществ в подвижной фазе из каждого предыдущего слоя в каждый последующий. Сравнение экспериментальных кривых распределения веществ в хроматографических колонках и теоретических кривых, рассчитанных для колонок с различным числом слоев, показывает, что ширина элементарного слоя, в зависимости от типа сорбции и структуры сорбента, колеблется в широких пределах — от 10 до 1 см. [c.8]

Рассмотрим процесс динамики сорбции при условиях образования стационарного фронта с точки зрения закона сохранения вещества. Для этого обратимся к рис. 6, где представлены кривые распределения вещества в сорбенте и в подвижной фазе при режиме параллельного переноса фронта. Пусть в колонку введен раствор вещества объемом V и с концентрацией с . Количество вещества, которое войдет в колонку, будет 7с = У с . Образовавшуюся в колонке зону можно разбить на две части область насыщения и область фронта. В области насыщения имеется сорбционное равновесие, т. е. =/(с° ). Па основании закона сохранения вещества можем написать [c.22]

При ирименении проявительного метода колонка готова к следующему анализу сразу после выхода последнего компонента, в то время как в случаефронтального анализа необходимо предварительно удалить из колонки находящуюся в ней смесь. Если скорость газа-носителя достаточно велика, это может быть сделано очень быстро. При этом получается фронтально-десорбционная хроматограмма, рассчитав которую можно проверить полученный результат. При одинаковой скорости газового потока крутизна сорбционного и десорбционного фронтов вещества практически одинакова, так как кривая, описанная уравнением (30), в области очень малых концентраций практически совпадает с линейной изотермой. Следовательно, на десорбциониом и сорбционном фронтах получается одинаковое разделение. [c.430]

Обсудим вначале более старый из этих методов. Через колонку, содержащую сорбент, пропускают инертный газ. В момент г = О на колонку со скоростью Р подают газовый поток, содержащий инертный газ и сорбируемое вещество в концентрации В момент фронт сорбируемого вещества выходит из колонки, по всей длине которой установилось сорбционное равновесие. Общее время удерживания определяют по точке перегиба на границе ступеньки на хроматограмме. [c.431]

Процессы, протекаюш ие в колонке при вакантохроматографии, нетрудно понять исходя из приводимых ниже чисто качественных соображений. Предположим, что через колонку непрерывно пропускается анализируемый газ, состоящий из компонентов 1, 2 и 3, разбавленных газом-носителем. Обозначим мольные доли компонентов смеси через и Пусть сорбируе-мость возрастает от компонента 1 к компоненту 3. Если в колонку после установления сорбционного равновесия ввести пробку инертного газа, то на переднем фронте этой пробки вследствие фронтально-десорбционного процесса возникает профиль концентраций, схематически представленный в области II на рис. 10, а. Образуются три фронта, каждый из которых в соответствии с уравнением (21) движется с определенной скоростью зависящей от коэффициента распределения данного компонента. На замыкающий край газовой пробки все время поступает анализируемая смесь. Следовательно, здесь возникают три сорбционных фронта (область I на рис. 10, а), скорости движения которых также различны и выражаются уравнением (19). Таким образом, вскоре после введения инертного газа в колонке возникает распределение концентраций, схематически представленное на рис. 10. [c.436]

Недостатком обычной фронтальной хроматограммы является то, что после снятия фронтальной выходной кривой вся колонка насыщена анализируемой смесью, и для проведения следующего анализа необходима регенерация колонки, которая обычно длится значительное время. Поэтому нами предложено вводить анализируемую смесь в виде импульса (рис. 7). Левая ступенчатая ветвь на рис. 7 соответствует переднему фронту импульса (сорбционный фронт), а правая ступенчатая ветвь — десорбционному фронту. Если и в этом случае использовать компенсационную колонку, то для разбираемого нами примера из трех веществ получается шесть полос (см. рис. 8). Высота каждой полосы определяется концентрацией компонента, а ширина — размером компенсационной колонки. Первые три полосы соответствуют адсорбционному фронту, а вторые три, направленные вниз — десорбци- [c.82]

В адсорбционном процессе, протекаюш,ем при высоких концентрациях сорбата в потоке на входе в колонку, по сорбенту будут распространяться совместно сорбционная и тепловая волны. Найдем решения уравнений (1) и (2) для режима параллельного переноса и установим границы его осуш,ествле-ния для систем с выпуклой изотермой сорбции. Для этого введем новую систему координат / = д — Vit, движуш,уюся с фронтом волны со скоростью Vi. В новой системе координат уравнения (1) и (2) преобразуются к виду [c.22]

Определение максимального ЭЛЮЦИОННОГО объема пу акс инертной со- тавной части анализируемого объема, участвующей в вымывании газоных компонентов в приборе и заменяющей движение фронта газа-носителя с целью оценки активности сорбционных процессов в результате относительного замедления сорбируемых компонентов, производили путем определения содержания метана поступившие в прибор 200 мл кислорода с примесью 0,001 мл метана подвергали непосредственному анализу до прохождения хроматографической колонки. Объем с максимальной концентрацией определяемого метана Омакс в сочетании со свободным пространством хроматографической колонки v п осушителя О представляет собой искомую величину Ломакс [c.327]

При определении примесей в летучих растворителях введение даже незначительных объемов пробы без делителя потока может не только не привести к размытию зоны, но, наоборот, обеспечит повышение чувствительности определения [161], Та часть растворителя, которая (на начальном участке колонки) растворена в неподвижной фазе, увеличивает ее сорбционную емкость по отношению к примеси, поэтому фронт зоны примеси движется вдоль колонки с меньшей скоростью, чем тыл, находящийся вне участка, который содержит летучий растворитель (или контактирует с меньшей его концентрац.чей). Этот эффект сжатия зоны примеси может быть реализован при необходи.мо-сти и дополнительным вводом в колонку соответствующим образом подобранного летучего растворителя. Явление близкого характера, обусловленное влиянием изотермы сорбции матричного компонента, рассмотрено в гл. 8. [c.174]

При комплексообразовательной и вытеснительной хроматографии изменение концентрации хроматографируемого иона приводит также к изменению его сорбционного сродства к смоле, т. е. константы обмена К. Обычно с увеличением загрузки сродство ионов к смоле уменьшается, так как смолы применяются предварительно насыщенными теми ионами, которые имеют небольшое сродство к смоле, и этими же ионами производится их вытеснение (другие случаи рассмотрены ниже) В итоге это приводит к изменению положения и формы пика данного иона при движении по колонке. Задний фронт его может получиться размытым, если вытесняющий ион имеет К < 1 по отношению к хроматографируемому, так как в этом случае зона максимальной концентрации иона (в которой сродство к смоле меньЩе) движется быстрее передний же фронт получается более острым по этой же причине (когда ион имеет К> 1 по отношению к вытесняемому иону). [c.394]

Для расчета изотерм адсорбции по хроматографическим данным предложено несколько методов. Наибольшим предпочтением пользуется метод, в котором изотермы сорбции рассчитываются по кривым десорбции [27, 33]. Этот метод можно применять, если диффузионные эффекты сведены к минимуму и адсорбционное равновесие устанавливается достаточно быстро. Разделение в этом случае проводят следующим образом непрерывный поток элюента вводят при заданной температуре в колонку до полного ее насыщения. После этого через колонку пропускают чистый газ-носитель, который элюирует адсорбированное вещество. Снижение концентрации адсорбата в газе-носителе вплоть до его полного исчезновения регистрируется детектором. Изотерму адсорбции рассчитывают, исходя из формы кривой десорбции. На рис. 10.39 показана типичная хроматограмма, представляющая изотерму Ленгмюра. Концентрация сорбата в газе показана как функция времени. Если оба вышеуказанных условия выполняются, фронт адсорбции имеет четкую форму, тогда как ветвь десорбции размыта. Если известно время обрыва фронта адсорбции, то количество адсорбата со можно определить оно пропорционально площади АВОО. Де-сорбционную ветвь кривой можно использовать для расчета количества адсорбированного вещества при концентрациях от [c.225]

Изложенная теория динамики ионообменной сорбции позволяет предсказывать условия наилучшей сорбции веществ, например ионизированных антибиотиков, из растворов с образованием резкой границы зон ионов, т. е. в таких условиях, когда размывание переднего фронта сорбируемого вещества минимально. Эти соображения играют исключительно важную роль в создании технологических методов сорбционной очистки антибиотиков. Поглощение последних из культуральной жидкости или же из других растворов всегда приводит к некоторому размыванию фронта сорбируемого вещества. В результате этого только в верхней части колонки достигается максимальное насыщение сорбента антибиотиком. Для реализации процесса с максимальным насыщением колонки антибиотиком приходится применять систему последовательно соединенных колонн. Первая из колонн оказывается насыщенной антибиотиком только после значительного проскока антибиотика во вторую или даже в третью колонну. Для того чтобы не очень усложнять технологическую схему, необходимо, чтобы подобный проскок был минимальным, что имеет место только при создании резкой границы зон понов. Точно так же для достижения максимальных концентраций антибиотиков после их вытеснения с ионообменной колонки следует осу- [c.72]

В главе II, когда мы рассматривали динамику сорбции одного вещества, было показано, что, если на входе в колонку в начальный момент имеется единственная концентрационная точка, то она будет перемещаться в процессе динамики сорбции с постоянной скоростью V = ипо1по Н- Л о, где по и ТУо — неизменные равновесные концентрации в подвижной фазе и сорбенте. Это явление было обосновано как физическая интерпретация нулевого решения уравнений динамики сорбции. Аналогичное нулевое решение уравнений динамики сорбции получается, как было показано в предыдущем параграфе, также и в случае динамики сорбции смеси. Это значит, что, если в сорбционной колонке каждый компонент смеси имеет единственную для него равновесную концентрацию и никакие причины не создают изменения равновесных условий, то в процессе динамики сорбции эти концентрации должны сохраняться и перемещаться с постоянной скоростью, последнее в свою очередь должно приводить к образованию стабильных, стационарных фронтов с прямым обрывом. [c.89]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология