Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Сидельковская Ф.П. "Химия N-вннилпирролидона и его полимеров" ()

Райт П. "Полиуретановые эластомеры" (Высокомолекулярная химия)

Сеидов Н.М. "Новые синтетические каучуки на основе этилена и олефинов" (Высокомолекулярная химия)

Поляков А.В "Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза" (Высокомолекулярная химия)

Попова Л.А. "Производство карбамидного утеплителя заливочного типа" (Высокомолекулярная химия)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Физическая химия -> Гельферих Ф. -> "Иониты. Основы ионного обмена" -> 209

Иониты. Основы ионного обмена - Гельферих Ф.

Гельферих Ф. Иониты. Основы ионного обмена — Москва, 1962. — 492 c.
Скачать (прямая ссылка): ionitiosnoviionnogoobmena1962.djvu
Предыдущая << 1 .. 203 204 205 206 207 208 < 209 > 210 211 212 213 214 215 .. 244 >> Следующая

(9.45)
Решение уравнения (9.42) дает высокую степень точности для обмена изотопов. Из существенных упрощений, содержащихся в этом решении, можно назвать следующие: не принимается во внимание конечная величина зерен (уравнение 9.36), допускается идеализация гидродинамических отношений в колонке, принимается линейное выражение (9.40) для диффузии в пленке (строго справедливое только при чистой диффузии в пленке на изолированных зернах), а также не учитывается продольная диффузия. В противоположность решению Глюкауфа уравнение (9.42) имеет то преимущество, что для диффузии в ионите используется точное кинетическое уравнение. Поэтому применимость уравнения (9.42) ограничена. При обмене различных ионов уравнение (9.39) недействительно и нельзя рассчитать стационарных само-заостряющихся фронтов. Выражение (9.42) непригодно и для элюентноц хроматографии прежде всего потому, что оно определяет лишь фронт (или «задний» фронт) бесконечно длинной полосы.
В то время как до сих пор неоднократно находились аналитические решения дифференциального уравнения (6.31) для обмена ионов различной подвижности на единичном шарообразном зерне, точные решения для обмена в колонке с протекающим раствором пока еще не найдены. Численные расчеты с применимыми для обмена кинетическими уравнениями могут быть проведены в простых случаях, однако они связаны с чрезмерно большой затратой времени. Возможный метод расчета предложен Акри-восом [1].
Приведенный выше краткий обзор показывает, что теория ионного обмена в колонках в настоящее время находится еще в неудовлетворительном состоянии. Следует также указать на грубую идеализацию или полуэмпири-ческие методы, к которым приходится прибегать даже в сравнительно простых случаях. Ввиду такого положения вещей точность результатов сложной теории во многих случаях не окупает громоздкости математических и расчетных выкладок. Поэтому заслуживает предпочтения сильно упрощенный расчет (например, оценка с помощью уравнения Глюкауфа или применение простой формы равновесной теории с правильным учетом различных нарушений), приводящий к приемлемому приближению при малой затрате труда*
9.8. Нарушения процесса ионного обмена
Названные до сих пор теории наряду с некоторыми дискуссионными предположениями содержали ряд идеальных положений, которые будут здесь кратко разобраны. Они касаются отношений в колонке, геометрической формы фронтов и связанных с ионным обменом тепловых эффектов:
420
9. ИОННЫЙ ОБМЕН В КОЛОНКАХ
СМЕШЕНИЕ, ПЕРИФЕРИЙНЫЙ ХОД И КАНАЛООБРАЗОВАНИЕ
Уравнением материального баланса, в равной мере справедливым для дифференциального слоя и для «тарелки», предполагается, что концентрация раствора (исключая пленку) в каждом слое, перпендикулярном оси колонки, одинакова. Математически это может быть выражено так: концентрация Q является лишь функцией координаты вдоль колонки и времени ^ и не зависит от положения внутри рассматриваемого слоя. Это предположение, очевидно, выполняется лишь тогда, когда все объемные элементы раствора за одинаковый отрезок времени претерпевают одинаковый сдвиг в направлении оси колонки. На практике же гидродинамическая картина даже в совершенно равномерно заполненной колонке сложнее. Слой раствора на своем пути через колонку с зернами ионита не остается горизонтальным, а постоянно искажается. Поэтому нельзя избежать смешения с соседними слоями жидкости, что снижает резкрсть фронта или полосы. Погрешность, вносимая идеализацией процесса в уравнение материального баланса (9.36) дифференциального слоя, естественно проявляется сильнее, чем в уравнении материального баланса (9.5) полосы. Математическое и экспериментальное исследование этих явлений выполнено Клинкенбергом [83]. Правда, оно проведено для процессов в колонке без ионного обмена или адсорбции.
Практически применяемые колонки далеко не всегда равномерно заполнены ионитом. Поэтому слой жидкости, проходя через колонку с ионитом, искажается не только по гидродинамическим причинам, но также из-за недостаточно равномерного сопротивления потоку. Кроме сильного смешения с соседними слоями (особенно при высоких скоростях потока в техническом производстве), уменьшающего локальную остроту фронта или полосы, весь фронт или вся полоса могут прогнуться, так как на отдельных участках раствор встречает меньшее сопротивление и просачивается через эти места. Явление, особенно легко происходящее на стенках, известно как к а н а л о-образование, или периферийный ход [11, 12, 59].
Во время обмена состояние набухания ионообменного материала в общем изменяется. Когда ионит набухает и расширяется, вряд ли следует опасаться периферийного хода, или каналообразования, так как в сосуде с прочными стенками набухание идет преимущественно за счет каналов в ионите. Но каналообразование и особенно периферийный ход становятся заметными, когда ионит сжимается. Этот эффект экспериментально доказан, однако его трудно выразить математически.
Периферийный ход и каналообразование особенно вредны при вытеснительной хроматографии. Хорошим выходом в этом случае может служить применение спаренных колонок [25]. Раствор, вытекающий из первой колонки, пропускают через узкий капилляр, переводящий острый, но искривленный фронт в диффузный, но зато горизонтальный. Этот фронт потом снова становится острым во второй колонке меньшего диаметра.
Предыдущая << 1 .. 203 204 205 206 207 208 < 209 > 210 211 212 213 214 215 .. 244 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама