Хроматографический процесс уравнение баланса

Из уравнения материального баланса хроматографического процесса выводится следующее уравнение, связывающее удельную адсорбцию и концентрацию адсорбируемого газа [c.48]

Калибровку производят при той же температуре, что и опыты с целью построения изотермы адсорбции. Уравнение для вычисления изотерм адсорбции выводят из уравнения (III.8) материального баланса хроматографического процесса. Если в этом уравнении заменить (d a/d ) на da/d , то оно приобретет вид [c.252]

Уравнения (26), (27), (28) носят название уравнений баланса. С учетом кинетики сорбции полная система уравнений, описывающ,их хроматографический процесс обмена, будет иметь вид [c.68]

Имеются три различных подхода к объяснению хроматографического процесса 1) стохастический метод, в котором для описания поведения молекул вещества во время их элюирования используются вероятности этот подход лучше всего иллюстрируется моделью случайного блуждания (см. гл. 4) 2) использование уравнений баланса масс — классический метод химической технологии (см. гл. 5) 3) аналогия с машиной Крейга, которая является каскадом жидкостно-жидкостных экстракторов. [c.16]

Обработка результатов измерений производится следующим образом. Материальный баланс хроматографического процесса описывается уравнением [c.399]

При общем описании процесса гель-про (икающей хроматографии следует исходить из модифицированных соответствующим образом теоретических концепций хроматографии и динамики сорбции с учетом специфики растворов полимеров. Хроматографическую систему удобно рассматривать как двухфазную, понимая под подвижной фазой совокупность каналов, образованных пустотами между частицами сорбента, а под неподвижной — норовое пространство сорбента. Можно считать, что движение макромолекул по каналам подвижной фазы происходит в условиях ламинарного потока и описывать его одним из уравнений баланса систем I.I—I.III. При этом обмен макромолекулами между внешней частью порового пространства и каналами подвижной фазы следует рассматривать как равновесный, а их диффузионный перенос во внутреннюю часть описывать уравнением Фика (предполагая, что частицы сорбента имеют сферическую форму) [c.113]

Хроматографическое определение удельной поверхности основано или на измерении удельных удерживаемых объемов [1—3], или на использовании основного уравнения материального баланса хроматографического процесса [4—8], а также на измерении количества вещества, остающегося на адсорбенте при определенных парциальном давлении в газовом потоке и температуре последующее повышение температуры приводит к десорбции вещества с адсорбента [8—15]. Последний вариант, называемый методом тепловой десорбции, нашел широкое применение в лабораторной практике. [c.101]

Группа методов, основанных на использовании уравнения материального баланса хроматографического процесса, позволяет определять удельную поверхность из изотерм адсорбции. Величина адсорбции при равновесной концентрации вещества в газовой фазе выражается уравнением [21] [c.102]

С — концентрация в максимуме (х = О, у = 0). Подобное распределение может быть получено в результате решения уравнения материального баланса хроматографического процесса. [c.198]

Наиболее простые закономерности получаются из уравнений материального баланса для процессов, в которых равновесие вещества, распределенного между раствором и твердой фазой, устанавливается мгновенно. Подобные равновесные процессы естественно в природе отсутствуют. Однако приближение к ним может быть осуществлено при выборе систем и условий протекания процесса, при которых сорбция или перенос вещества из жидкой фазы в твердую протекает достаточно быстро. Следует отметить, что разделение зон веществ в хроматографическом процессе, как правило, определяется исключительно равновесными законами. Временные факторы при этом вызывают лишь перемешивание зон веществ. Однако в некоторых случаях разделение основано на более медленном проникновении одного компонента в твердый [c.110]

В интересующем нас случае, когда движение потока осуществляется только в одном направлении (например, вдоль оси х) с постоянной скоростью и, система уравнений динамики сорбции включает только уравнения баланса веществ (1) и уравнения диффузионной кинетики (2). Гелевая хроматография, как любой реальный хроматографический процесс, является неравновесной и неидеальной. Неравновесность объясняется запаздыванием в движении точек с равновесной концентрацией в неподвижной фазе по отношению к подвижной, а не-идеальность — размыванием зоны вещества в подвижной фазе в результате молекулярной диффузии и так называемого грануляционного эффекта, обусловленного различиями в скоростях движения жидкости в капиллярах между зернами геля. Совокупность указанных процессов называется продольной диффузией. [c.82]

Исходя из предположения о равновесном протекании процесса хроматографического разделения и базируясь на обычных уравнениях баланса [c.178]

Процессу четкого разделения веществ в хроматографической колонне мешает размытость границ между полосами хроматограммы. Этому вопросу посвящено много как экспериментальных, так и теоретических работ. Теории хроматографии развивались главным образом в направлении анализа форм кривой распределения вещества в зоне путем составления дифференциальных уравнений баланса для распределения компонента в элементарном слое, причем главным образом для линейной изотермы. [c.50]

Такой прием замены реального процесса, протекающего непрерывно в хроматографической колонке, эквивалентным по результатам периодическим процессом, также приводящим к размыванию полосы компонента, позволяет сравнительно легко вывести уравнение хроматографической кривой. Выводя данное уравнение, рассмотрим материальный баланс какого-либо компонента на М-п тарелке. Для примера возьмем три соседние тарелки. [c.90]

Сложный процесс перемеш ения хроматографической полосы по слою сорбента или катализатора описывается системой уравнений материального баланса и уравнений, учитывающих кинетические и диффузионные эффекты. [c.168]

Когда говорят о теории хроматографии, то обычно имеют в виду решение дифференциальных уравнений материального баланса и соответствующие выводы относительно возможности и полноты разделения, если известно, что один компонент адсорбируется сильнее другого. Поэтому особенно важным является вопрос о том, почему один компонент смеси адсорбируется сильнее другого и что нужно сделать в отношении улучшения свойств адсорбентов и методов работы, чтобы максимально увеличить эффективность хроматографического разделения. Поскольку в основе молекулярной хроматографии лежит процесс адсорбции, необходимо исследовать адсорбционные свойства углеводородов и их спутников, присутствующих в нефтепродуктах. Такое исследование встречает большие затруднения. В лучших справочниках физико-химических констант нет главы, содержащей данные по адсорбции, несмотря на тысячи работ в этой области, которые опубликованы почти за 200-летнее существование этой области науки. [c.36]

Разделение компонентов во фронтальном процессе определяется равновесными законами. Протекание сорбции во времени вызывает лишь размывание фронта хроматографических зон. В том случае, когда изотерма адсорбции выпукла от оси концентраций, равновесный механизм вызывает непрерывное обострение границ зоны, так как сочетание уравнения материального баланса (1) с уравнением изотермы сорбции 7тг=/(с) дает зависимость [c.117]

Это уравнение является исходным для выбора условий хроматографического разделения смесей в присутствии комплексообразующих реагентов, в частности, разделения смесей р. з. э. при условии образования в системе несорбируемых катионитом комплексов. Справедливость такого вывода подтверждается тем, что такое же уравнение было получено нами с А. М. Со-рочан [10] в результате решения систем уравнений балансов ионов, участвующих в ионообменном процессе. Уместно отметить, что оно полностью передает особенности хроматографического опыта, поскольку коэффициент распределения Ка связан с типичной для хроматографии величиной Умакс (объем раствора, отвечающий максимальной концентрации компонента на выходной кривой) простым уравнением [c.285]

Для полноты описания хроматографического процесса к кинетическому уравнению (1.7) следует добавить уравнение баланса, учитывающее гидро(аэро)дипамические особенности процесса [c.16]

Сравнение отдельных газо-хроматографических методов определения удельной поверхности показывает [40], что наилучшие результаты достигаются в случае применения метода тепловой десорбции. Грубнер[24, 40], критически анализируя методы определения изотерм адсорбции, предложенные рядом авторов [4, 18, 41], установил причины ошибок в определении адсорбционных характеристик. Ошибки методов, основанных на определении времени удерживания или на уравнении материального баланса хроматографического процесса, вызваны, вероятно, изменением скорости потока газовых смесей, возникающим вследствие изменения вязкости и молекулярного веса смеси в хроматографической колонке. При применении метода Шая [41 ] возможны ошибки из-за ненадежного отсчета времени удерживания и перепада давления в колонке. Карнаухов с сотр. [42] показали, что метод удерживаемых объемов и метод расчета изотермы по размытой стороне хроматограммы не могут применяться при низких температурах вследствие малой точности оптимальный метод — метод тепловой десорбции с использованием (в качестве адсорбата) аргона. [c.107]

Необходимо отметить, что в случае линейных изотерм и реакций первого порядка весьма перспективным оказалось использование метода моментов , применявшегося ранее для описания хроматографических процессов без реакции Туницким [88] и Грубнером [89]. Этот метод не дает точных решений, однако позволяет существенно упростить анализ каталитических процессов, протекающих в хроматографических условиях. Так, например, Розенталь [84], решая систему уравнений материального баланса и кинетики сорбции [c.51]

Можно составить уравнения баланса, свободные от допущений для всей хроматографической колонки. Очевидно, что для описания и объяснения формы фронтов следует составить соответствующие локальные дифференциальные уравнения баланса и решить их. Для этого необходимо не только иметь однозначные модели микромеханизма хроматографических процессов, но и математически удобное описание этих процессов. К сожалению, наши возможности в этом отношении очень ограниченны, и сравнительно простые и наглядные представления можно получить лишь за счет точности нри использовании очень грубых допун1ений. Очевидно, что необходимо исходить из трех величин, а именно концентрации сорбируемого вещества в свободном объеме колонки, количества сорбируемого вещества и, наконец, из скорости потока газа в виде функции времени и координат положения в колонке. Нами за основу принята модель, в которой допускается, что радиальное распределение этих трех величин в данном сечении колонки равномерно, что они являются, следовательно, функциями лишь двух независимых переменных, а именно времени t и координаты длины 2. [c.183]

Теория равновесной хроматографии базируется на допущении мгновенного протекания адсорбции и десорбции или растворения и испарения в хроматографической колонке. Основная задача этой теории — установление зависимости между скоростью движения компонента по слою сорбента и его сорбируемостью. В реальных условиях термодинамическое равновесие в колонке установиться не успевает, так как газ движется с конечной скоростью. Поэтому необходимо учитывать процессы диффузии вдоль направления потока и внутрь зерен сорбента, а также кинетику массообмена с ИФ, т. е. кинетику сорбции и десорбции. Если, однако, подобрать условия, близкие к идеальным (оптимальная скорость потока газа-носителя, равномерная дисперсность сорбента, равномерное заполнение колонки, оптимальная температура), можно полагать, что термодинамическое равновесие достигается практически мгновенно. На основе сделанных допущений составляют уравнение материального баланса для некоторого слоя в хроматографической колонке н получают основное уравнение теории равновесной хроматографии, связывающее линейную скорость и перемещения вдоль колонки концентрации с вещества в газовой фазе с объемной скоростью газового потока со и наклоном изотермы распределения (адсорбции) de ide [c.332]

Надо отметить, что протекание реакции в хроматографическом режиме привлекло за последнее время внимание ряда исследователей. Некоторые из них использовали статистическую трактовку, основанную на вероятностном поведении отдельных молекул. В других решались дифференциальные уравнения материального баланса и уравнения кинетики реакции [81, 82]. В случае обратимой реакции типа А 2 В первоначально введенные вещества А и В образуют два локальных пика, которые постепенно исчезают, образуя один общий пик, расположенный между ними и содержащий оба вещества при равновесных концентрациях. В недавно появившейся работе Хатари и Мураками [83] авторы, используя вычислительную машину, провели сравнение степени превращения исходных веществ и выходов продуктов для ряда типичных модельных реакций (необратимые, обратимые, последовательные), проводимых как в импульсном хроматографическом, так и в динамическом реакторах. Некоторые из полученных при этом результатов мы считаем необходимым привести. На рис. 10 показана зависимость степени превращения от относительного расстояния от входа в реактор при импульсах различной длительности для реакции А 2К. Видно, что в случае импульсной методики степень превращения значительно выше степени превращения ад, получаемой в проточном динамическом реакторе. Высоким выходам соответствуют импульсы малой длительности. Показано также, что форма импульса мало влияет на степень превращения, в особенности при малых Тд. Аналогичный результат был получен для реакций типа А К +3. В этом случае степень превращения в импульсных условиях еще больше превосходит степень превращения в проточном реакторе. Рассчитаны были также последовательные реакции типа А + В К К + В - 5 А 2К 5. Интересной особенностью таких реакций является значительное повышение выхода промежуточного продукта К при проведении реакции в хроматографических условиях, хотя степень превращения увеличивается незначительно по сравнению с проточным реактором (нижняя пунктирная кривая на рис. И). Таким образом, хроматографический режим может совершенно изменить селективность процесса — вместо одного конечного продукта получится другой. [c.49]

Препаративное хроматографическое разделение веществ связано, как правило, с перегрузкой колонки сорбатом и работой в нелинейной области изотермы. Ввиду чрезвычайной сложности и многообразия процессов, сопровождающих движение полосы вдоль слоя сорбента, весьма затруднительно их полное описание с помощью системы соответствующих дифференциальных уравнений. Из всей совокупности факторов объектом рассмотрения в данной работе нами избрано изучение связи между изотермами распределения и некоторыми параметрами полос. Поэтому для выявления вклада в размытие полосы, вносимого нелинейностью изотермы распределения, мы введем упрощающие допущения о практическом отсутствии влияния процессов диффузии и кинетических факторев, как это сделано в ряде работ [1,2]. Тогда уравнение материального баланса для элементарного слоя длиной сИяс колонки единичного сечения можно представить следующим образом [c.15]

Основным недостатком этих методов является значительное размывание зон медленно движущихся компонентов. Теория хроматографии показывает, что ири линейной изотерме сорбции способ обострения границ зон ионов отсутствует. Если бы процесс протекал в условиях равновесия, то хроматографические зоны перемещались бы без деформирования и без размывания границ. Для получения более резких зон необходимо найти условия, в которых достигалось бы обострение границ зон веществ. В результате ряда работ [67—72] был разработан метод обострения границ зон в элюционной хроматографии на основе принципа создания градиента емкости. Тем пли другим способом в колонке создают условия, снижающие емкость ионита, т. е. уменьшающие константу в уравнении (22). Такой процесс должен быть описан (без учета кинетического размывания) нри И0М01ЦИ уравнения материального баланса [c.244]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология