Диффузия жидкой и ее растворов

Существуют следующие мембранные методы микрофильтра-цня — процесс разделения коллоидных растворов и взвесей под действием давления ультрафильтрация — разделение жидких смесей под действием давления обратный осмос — разделение жидких растворов путем проникновения через полупроницаемую мембрану растворителя под действием приложенного к раствору давления, превышающего его осмотическое давление диализ — разделение в результате различия скоростей диффузии веществ через мембрану, проходящее при наличии градиента концентрации электродиализ — процесс прохождения ионов растворенного вещества через мембрану под действием электрического ноля. [c.106]

Интересные опыты по изучению диффузии в газовых смесях и в растворах под влиянием температуры проведены Соре (1879). Если жидким раствором или смесью газов заполнить вертикальную трубку и верхний конец ее нагревать, а низ охлаждать, то концентрация раствора или смеси газов на обоих концах трубки становится различной (эффект Соре). Хотя разности концентрации на концах трубки не превышают нескольких процентов в газах и десятых долей процента в жидкостях, к такому эффекту было проявлено внимание и позднее удалось установить, что эффект Соре становится во много раз значительнее, если его усилить путем тепловой конвекции. В настоящее время такой прием, называемый методом термодиффузии газовых смесей, широко применяют для разделения изотопов. При разделении на компоненты жидких растворов термодиффузия менее эффективна. [c.153]

Как и у индивидуальных жидкостей, в жидких растворах тепловое движение частиц представляет собой колебания около временных положений равновесия в комплексах и скачкообразные перемещения из данного комплекса в соседний. Это скачкообразное перемещение частиц сближает жидкие и газовые растворы (физические смеси) и обусловливает диффузию, благодаря чему создается и поддерживается одинаковая концентрация растворенного вещества во сем объеме раствора. Обычно растворенное вещество распределя- [c.130]

Наиболее прямые применения операторного метода связаны с диффузией в неподвижной среде. Сложнее применение этого метода к процессам конвективной диффузии, хотя и в этой области имеется ряд интересных результатов. В качестве примера укажем работу Кишиневского [54], где процесс поглощения газов жидкими растворами рассматривается не как стационарная диффузия в пограничном слое, но как нестационарный процесс турбулентной диффузии в течение времени обновления поверхностного слоя, которое вводится в теорию в качестве параметра. Для описания турбулентного переноса используется обычное уравнение диффузии, в котором роль коэффициента диффузии играет коэффициент турбулентного обмена. Операторный метод применим только к линейным уравнениям и потому, как правило, к реакциям толь- [c.138]

Как указывают Б. Н. Ласкорин и др. [35], в ионитовых мембранах процесс ионного обмена — не основной рабочий процесс, а лишь одна из стадий процесса переноса ионов в электрическом поле мембраны. В связи с тем, что при электродиализе мембрана омывается с двух сторон электролитом, имеющим разные концентрации растворенных ионов, с каждой стороны мембраны происходит внешняя и внутренняя диффузия. Для диффузии в растворе электролита характерна кинетика диффузии в жидкой пленке. Авторы считают, что стадией, определяющей скорость процесса, является внутренняя диффузия. Электрический ток в направлении внешней разности потенциалов будет идти только в том случае, если значение приложенного электрического потенциала Е превышает значение мембранного потенциала ( > ), [c.175]

Перенос энергии, происходящий между молекулами на расстоянии, значительно превышающем их диаметры столкновения. Скорость переноса по этому механизму не должна лимитироваться диффузией и поэтому не должна зависеть от вязкости даже при переходе от жидких растворов к твердым. Для этого механизма тушение возбужденной молекулы D молекулой А не связано с диффузией или непосредственной встречей молекул за время жизни возбужденного состояния.. Электронные системы молекул D и А можно рассматривать как механические осцилляторы, которые способны колебаться с общей частотой v. Колеблющиеся электрические заряды молекул D и А будут взаимодействовать друг с другом как два диполя. Когда молекула А оказывается вблизи молекулы D, имеется определенная вероятность того, что прежде чем испустить фотон, молекула D передаст свою энергию возбуждения акцептору А. Константа скорости переноса энергии описывается уравнением [c.86]

Более сложной реакцией, в которой принимают участие одновременно три фазы — твердая, жидкая и газообразная, является коррозия. В процессе коррозии в результате окисления поверхности металла постепенно происходит полное разрушение металла в твердой фазе. Коррозия ускоряется при наличии пленки жидкости (воды), так как продукты реакции могут в ней частично или полностью растворяться. Вследствие этого затрудняется образование слоев, препятствующих диффузии. Образовавшийся раствор электролита способствует протеканию различных окислительно-восстановительных реакций на поверхности. При коррозии железа и его сплава в качестве конечного продукта реакции образуется Fe +. Согласно одной из схем, обсуждавшихся в литературе (механизм Бокриса), процессы, происходящие при коррозии в упрощенном виде, можно записать следующим образом [c.437]

Молекулярно-кинетическое условие образования раствора определяется процессом диффузии частиц растворенного вещества в растворе, изменением структуры растворителя и межмолекулярным взаимодействием. Процесс диффузии обусловлен различием концентраций веществ в разных частях объема раствора. Диффузия протекает до тех пор, пока не выравняется концентрация по всему объему раствора. Самопроизвольный процесс растворения протекает до получения насыщенного раствора. В насыщенном растворе устанавливается равновесие, при котором химический потенциал индивидуального растворяемого вещества равен химическому потенциалу этого вещества в растворе. С молекулярно-кинетической точки зрения, раствор становится насыщенным, когда скорость, с которой частицы отрываются от поверхности твердого вещества и переходят в раствор, равна скорости оседания частиц из раствора на той же поверхности. При образовании любого жидкого раствора изменяется структура растворителя, появляется новая структура с иным расположением частиц. В связи с этим изменяются и силы межмолекулярного взаимодействия. [c.72]

Этот процесс состоит в проникновении молекул газа в массу сорбента и заканчивается образованием твердого или жидкого раствора. Распространение молекул газа в твердой или жидкой фазе происходит главным образом путем диффузии. Так как в твердых веществах скорость диффузии очень мала, то абсорбция в них протекает медленно и для установления равновесия требуется значительное время. Повышение температуры ускоряет ход абсорбции. Примером абсорбции является поглощение газов и паров различными материалами (например, поглощение Нг палладием, абсорбция СО2 и NHз водой). [c.326]

Дифс[)узия в студнях отличается от диффузии в жидкостях тем, что здесь отсутствует перемешивание и невозможно образование конвекционных потоков, почти всегда имеющих место в жидких растворах. [c.372]

Одновременно с адсорбцией может протекать другой сорбционный процесс — абсорбция — поглощение газа или пара всем объемом твердого или жидкого тела, т. е. проникновение молекул газа в массу тела, приводящее к образованию твердого или жидкого раствора. Так как диффузия газов в твердых телах проходит весьма медленно, то абсорбция в них идет с весьма ма- [c.72]

В гомогенных системах (газы, жидкие растворы) молекулярная или турбулентная диффузия, обеспечивающая массопередачу компонентов и их контакт, происходит быстро, и процессы лимитируются скоростью химических взаимодействий (кинетический режим). Для гетерогенных систем (газ—жидкий раствор Г—Ж, газ—твердое вещество Г—Т, жидкость—твердое вещество Ж—Т и для более сложной системы газ—раствор—твердое вещество) чаще лимитирует скорость процесса диффузия — процесс протекает в диффузионном режиме. Причем, по маршруту протекания процесса выделяют стадию с меньшим коэффициентом диффузии, значение которого определяет константу скорости [c.195]

Скорость переноса энергии по первому механизму не лимитируется диффузией и не зависит от вязкости даже при переходе от жидких растворов к твердым. Для тушения по этому механизму не требуется диффузии или непосредственной встречи молекул за время жизни возбужденного состояния (рис. 3.5). Этот тип переноса называют резонансным. [c.133]

В табл, 2,33 приведены значения коэффициента диффузии О и диффузионного числа Прандтля Ргд для разбавленных растворов при I = 20" С. Коэффициент диф-. фузии жидких растворов заметно зависит от температуры. Для данной пары веществ (растворенное вещество а и растворитель Ь) в условиях малых концентраций а (с <0,1) имеет место зависимость [c.207]

Дифференциальные уравнения, описывающие такие процессы переноса массы, можно получить в очень общей форме при помощи операций, разработанных термодинамикой необратимых процессов. Здесь ие будут выводиться или обсуждаться эти уравнения, а только будут рассмотрены более простые формулы, которые описывают диффузию и конвекцию в смесях идеальных газов или разбавленных жидких растворах. Иногда химические реакции сочетаются с процессом переноса массы. В этой книге такие реакции также не будут рассматриваться. [c.535]

В бинарных жидких смесях коэффициент взаимной диффузии )дв зависит от температуры, размера и формы диффундирующих молекул, их способности к ассоциации и диссоциации, а также от свойств растворителя (вязкость, способность молекул диффузионной среды к ассоциации). При анализе экспериментальных данных и построении корреляций обычно вьщеляют следующие случаи диффузия в растворах неэлектролитов, диффузия в растворах электролитов, диффузия в растворах полимеров [7-9]. [c.513]

Соотношения симметрии между элементами матриц [О] и [ц] по уравнению (2.75) и между элементами матрицы [ц, ] по уравнению (2.76) используются для проверки экспериментальных значений практических коэффициентов диффузии и коэффициентов активностей. Они могут быть также использованы для оценки надежной области применения эмпирических зависимостей коэффициентов бинарных диффузий в газовых смесях и в бесконечно разбавленных жидких растворах и коэффициентов активностей от влияющих параметров. [c.52]

Расчет коэффициентов молекулярной диффузии в бинарных газовых смесях и разбавленных жидких растворах [c.62]

Для расчета коэффициентов молекулярной диффузии в бесконечно разбавленных жидких растворах можно воспользоваться модифицированным уравнением Вилке из работы [33] [c.63]

Когда температурный градиент существует в среде, состоящей из смеси двух газов или паров, термодиффузионный эффект приводит к диффузии более тяжелого газа в направлении отрицательного градиента температуры, а легкого — в обратном направлении. Величина коэффициента термической диффузии в этом случае равна бтд = аг СхС- / , где и Сз — концентрации газов в смеси, а а ц — постоянная, значение которой зависит от механизма взаимодействия между молекулами. Эффект термодиффузионного переноса имеет место не только в парогазовых смесях, но и в жидких растворах. [c.47]

Если пористые частицы инертного материала имеют изотропную структуру, то в процессе экстрагирования из таких частиц твердых растворимых включений, равномерно заполняющих объем пор в начале процесса растворения, часто возникает так называемый послойный процесс растворения (рис. 8.3). Физическая сущность такого процесса состоит в том, что собственно растворение твердых включений происходит на геометрической поверхности некоторого фронта растворения, постепенно продвигающегося в глубь частицы. На самом фронте внутри пор, заполненных жидким раствором, концентрация равна концентрации насыщения С, превосходящей концентрацию у наружной поверхности частицы. Растворенный целевой компонент отводится от фронта растворения за счет его диффузии в растворителе под действием возникающего градиента концентрации поперек отработанного слоя, в котором уже произошло растворение вещества. [c.486]

Примеры расчета кинематического коэффициента диффу зии в жидких растворах неионизированных веществ Выбор метода расчета кинематического коэффициента диффузии неионизированных веществ в жидкостях. [c.484]

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА КИНЕМАТИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ В ЖИДКИХ РАСТВОРАХ НЕИОНИЗИРОВАННЫХ ВЕЩЕСТВ [c.513]

На рис. 18 представлена диффузия из раствора (косая штриховка) в чистый растворитель, находящийся в соприкосновении с раствором, или из одной жидкой фазы в другую. При диффузии в одном измерении концентрация с = (Х, I) и градиент концентрации в общем случае также являются функцией расстояния и времени [c.108]

Величина коэффициента диффузии в жидких растворах связана с вязкостью среды т) и радиусом Я диффундирующих молекул и может быть приближенно вычислена по уравнению Эйнштейна (обоснованному для коллоидных частиц) [c.386]

Н а у d U к W., С h е п g. S. С., hem. Eng. S i., 26, 635 (1971). Обзор данных и анализ соотношения между коэффициентами диффузии и вязкостями растворителей в разбавленных жидких растворах. [c.282]

Для неаддитивного изменения вязкости соответствующие уравнения могут быть выведены, если определена зависимость Дт) = = / (х). Следует, однако, учитывать, что вся система уравнений (2.39)—(2.43) носит приближенный характер, поскольку, как показано в работе [19], к диффузии радикалов из клетки не приложимы простейшие представления о диффузии в растворах. Все же эти уравнения хорошо иллюстрируют общий характер взаимосвязей, которые могут возникать в ходе, например, таких реакций, как разложение перекисей, озонидов, металлокомнлексов и т. п., а также подчеркивают необходимость более тщательного кинетического анализа даже относительно простых реакций в жидкой фазе. [c.39]

Реакции веществ в твердом состоянии поТЩэаТГгер взаимодействия и кинетике процесса сильно отличаются от реакций в жидких растворах и газах. Твердофазные реакции могут складываться кз отдельных физических и химических процессов рекристаллизации, диффузии, полиморфных превращений, химического взаимодействия, плавления, образования твердых растворов. Эти реакции характеризуются длительностью процесса. [c.105]

Рассмотрим вначале качественно адсорбцию на границе раздела жидкого раствора (например, раствора этилового спирта в воде) с равновесной газовой фазой. В момент образования границы раздела составы поверхностного слоя и объемной фазы идентичны (п =0), и значение о на границе раздела сразу после перемешивания отвечает этому составу (при данной Т). Далее, можно ожидать, что молекулы спирта начнут переходить из объемной фазы в поверхностный слой, снижая а, поскольку они менее полярны, чем молекулы воды. Этот процесс пойдет самопроизвольно в сторону уменьшения а до тех пор, пока не скомпенсируется встречным процессом диффузии (обусловленным разностью концентраций компонента в поверхностном слое и объеме фазы). Равновесие должно соответствовать минимуму энергии Гиббса всей системы в целом. Условием равновесия будет равенство вариаций поверхностной энергии и осмотической работы. [c.79]

Во всех рассмотренных элементах отсутствовала граница между двумя жидкими растворами. Поэтому не было перехода электролита из одного раствора в другой. В таких элементах без переноса э. д. е. зависит только от двух электродных потенциалов. В элементах с переносом, например в медно-цинковом, имеется граница между двумя растворами ZnS04 и USO4, через которую происходит диффузионный перенос, сопровождающийся некоторой убылью свободной энергии и возникновением дополнительной разности потенциалов на этой границе. Чтобы лучше понять природу этой разности потенциалов, рассмотрим границу между чистой водой и раствором H I. Так как подвижность ионов Н+ намного больше, чем 1 , то при диффузии НС1 в воду ионы водорода продвинутся дальше. [c.126]

Первая стадия реакции представляет собой химическое растворение, осложненное осаждением на зернах фосфата плотных или сравнительно рыхлых пористых корок сульфата кальция. Плотные корки сильно затрудняют диффузию жидкой фазы к поверхности фосфата, и поэтому реакция замедляется рыхлые корки замедлянзт реакцию в меньшей степени. Структура образующейся корки обусловлена скоростью кристаллизации твердой фазы, зависящей главным образом от пересыщения раствора сульфатом кальция. Поэтому скорость разложения фосфата определяется не только активностью (концентрацией) кислоты, но и степенью ее пересыщения продуктами реакции. На рис. 217 показан общий вид зависимости степени разложения фосфата за определенное время (изохрона) от концентрации исходной серной кислоты. С увеличением концентрации разбавленных растворов (начиная от нулевой) и уменьшением концентрации крепких растворов (от 100% Н2504) активность их повышается и скорость, а следовательно, и степень разложения увеличиваются. Однако, начиная с некоторых концентраций кислоты (малых и больших) возрастает пересыщение системы сульфатом кальция. Это вызывает уменьшение скорости и степени разложения как в области малых, так и больших концентраций кислоты. По этой причине на кривой рис. 217 имеются два максимума. Минимум между ними характеризует область наибольшего пересыщения раствора сульфатом кальция с образованием на зернах фосфата корки труднопроницаемой для кислоты. Положение максимумов (концентрация кислоты и степень разложения фосфата) зависит от вида сырья, отношения Т Ж, температуры и др. [c.45]

Твердые вещества могут давать однородные смеси, подобные тем, какие, например, дают спирг и иода. В таких однородных твердых смесях один компонент является как бы растворенным в другом, причем отношение растворенного твердого вещества к твердому растворителю может меняться при сохранении однородности. Вант-Гофф (Vant-Hoff) такого рода однородные смеси подвел под понятие твердые растворы . К таким твердым растворам относят сплавы металлов, изоморфные смеси, смешанные кристаллы, окрашенные кристаллы, стекла и т. п. Твердые растворы показывают многие свойства жидких растворов, и поэтому они подчиняются тем же законам, что и последние. Мы наблюдаем в них явления пересыщения (нарушение однородности), диффузию (проникновение углерода в фа)рфюр, в железо) и т. д. Ред. [c.356]

Уравнения, формально описывающие диффузионное перемещение атомов в твердых телах, были предложены Фиком в 1855 г. без экспериментальных оснований, поскольку первоначально были сформулированы применительно к молекулярной диффузии в сильно разбавленных жидких растворах. Первый закон Фика имеет вид [c.522]

Жидкий раствор кристаллизуемого вещества отличается от газообразной фазы присутствием молекул растворителя. Поскольку последние не принимают участия в кристаллизации растворенного вещества, влияние их сводится к затруднению перехода его из раствора в кристаллическую фазу. Это влияние может быть учтено путем умножения скорости кристаллизации, рассчитанной для газа (с той же самой концентрацией молекул), на вероятность того, что молекула растворенного вещества находится в газоподобном состоянии. Как показано в [8], переход молекулы жидкости в такое состояние является предпосылкой для ее диффузии или самодиффузии и требует некоторой свободной энергии A , которая определяет температурную зависимость коэффициента диффузии по формуле [c.22]

Почти в каждой главе данной книги встречались константы скорости порядка 10 л-молъ -сек . Их мон но интерпретировать, как было отмечено в гл. 1 (стр. 22), как предельные значения, определяемые скоростью, с которой встречаются молекулы реагирующих веществ в результате диффузии в растворе. Простая теория, предложенная Смолуховским, в которой молекулы рассматривают как сферические частицы, движущиеся в непрерывной жидкой среде, приводит к выражению константы скорости [уравнение (1.3)] через коэффициенты диффузии Ва, / в) и радиусы (га, Гв) молекул. Если предположить, что = [c.279]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология