Использование метода фронтальной хроматографии для изучения адсорбции бинарных растворов органических растворителей

• Автор: Бусев, Сергей Алексеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 193 c. : ил

Оглавление
ВВ0Д0НИ

Глава I. Литературный обзор.

1.1. Определение изотары адсорбции из растворов хроыатогра 6 фическим ыетодоы.

1.2. Термодинамика адсорбции из растворов

1.2.1. Метод Гиббса .. л

1.2.2. Метод полного содержания .го

Глава II. Экспериментальная часть .

2.1. ьыбор сорбатов .

2.2. Адсорбенты .

2.3. Методы определения адсорбции .ЗЗГ

2.3.1. Измерение адсорбции паров .
2.3.2. Измерение адсорбции растворов статическим методом .
2.3.3. Хроматографичеокое определение изотерм избыточной адсорбции .
2.4. Экспериментальные данные .
2.5. Ошибки измерений М
2.6. Ошибки вычисления термодинамических величин .
2.7. Усовершенствование фронтального хроматографического метода для определения изотерм адсорбции растворов .
2.8. Измерение изотеры адсорбции растворов на силикагеле
КОК 2 .
2.9. Свойства объемных растворов, адсорбция которых исследована в диссертационной работе .
Глава III. Обсуждение полученных данных ц
3.1. Термодинамическая согласованность данных по адсорбции
растворов на силикагеле КСК2 .
3,2. Адсорбция паров этилового спирта и паров этилацетата на силикагеле КСК2. ипределение молекулярных площадок этилового
спирта и этилацетата на силикагеле
3.3. Адсорбция растворов неэлектролитов на оиликагеле КСК2 .
3.3.1. Адсорбция раствора бензол изооктан, четыреххлористый углерод изооктан, бензол четыреххлористый углерод на силикагеле КСК2
3.3.2. Адсорбция раствора этилацетат бензол на силикагеле КСК
2. Возможность изменения толщины адсорбционной фазы при адсорбции из растворов
3.3.3. Адсорбция растворов этиловый спирт этилацетат, этиловый спирт бензол на силикагеле КСК2
3.4. Адсорбция паров органических растворителей на пористом стекле
3.5. Адсорбция бинарных растворов неэлектролитов на пористом стекле
3.6. Термодинамика адсорбции бинарных растворов на пористом стекле кле
3.6.1. Адсорбция раствора оензол изооктан на пористом стекле .
3.6.2. Термодинамика адсорбции раствора четыреххлористый углерод изооктан на пористом стекле .
3.6.3. Адсорбция раствора бензол четыреххлористый углерод на пористом стекле
3.6.4. Термодинамика адсорбции растворов этиловый спирт этилацетат и этиловый спирт бензол на пористом стекле
4
3.6.5. Адсорбцир раствора этилацетат бензол на пористом
стекле
3.7. Коэффициенты селективности при адсорбции исследованных растворов на силикагеле и пористом стекле .
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Дальнейшее развитие метод получил для определения изотерм адсорбции органических растворителей . Этот метод основан на следующих рассуждениях. Рассмотрим вымывание хроматографической колонки с адсорбентом, насыщенном первым компонентом рис. Возьмем какуюнибудь концентрационную точку У на выходной кривой, находящуюся на расстоянии х от начала колонки. Причем, для удобства концентрация Т выражена в объемных долях. Ниже поясняются величины, входящие , в уравнение 6. Для КОЛИ чества вещества на единицу массы адсорбента получим
где общее количество растворенного вещества, содержащееся в колонке в расчете на грамм адсорбента, о объем пористого пространства шихты в расчете на грамм адсорбента, включая объем между зернами адсорбента и объем пор, 5с расстояние от вершины колонки, измеренное в граммах адсорбента. Количество компонента, присутствующее в части зоны на единицу массы адсорбента с. В теории адсорбции из жидких растворов применяются понятия полного содержания и избыточной адсорбции. Ус . Л мольный объем компонента с . Таким образом, величина С связана с избыточной адсорбцией, поэтому величины адсорбции, рассчитанные по методу Глюкауфа, отвечают величинам избыточной адсорбции. Практика показала, что изотермы избыточной адсорбции, рассчитанные по уравнению , не совпадают с изотермами, измеренными в статических условиях. Это объяснено неидеальностью процесса, вызванной влиянием различных факторов на размывание выходной кривой. В результате исследования влияния параметров колонки, а также кинетики и диффузии на размывание выходной кривой предложен графический метод учета факторов размывания выходной кривой при расчете изотерм адсорбции по методу Глюкауфа Ь4 . Для определения величины размывания, обусловленной различными факторами за исключением изотермы адсорбции, предложено измерять выходную кривую для системы, имеющей нулевую избыточную адсорбцию рис. I. Затем на этой же колонке измеряют выходную кривую изучаемой адсорбционной системы кривая 2. Таким образом, для нахождения выходной кривой 3, обусловленной только изотермой адсорбции, достаточно графи чески вычесть кривую I из кривой 2. Графический метод определения выходной кривой, обусловленной только размыванием за счет изотермы адсорбции, был применен для расчета изотерм адсорбции в ряде бинарных систем растворов неэлектролитов на силикагелях, саже и активном угле 1б . Этот метод показал хорошее совпадение с данными, полученными в статических условиях по обычным классическим методикам. Указанный метод конечно не свободен от недостатков. Вероятно наиболее существенным из них является необходимость применения хроматографического детектора, работающего в диапазоне концентраций от 0 до 0 и имеющего значительный линейный диапазон. Причем точность измерения концентраций должна быть довольно высока 0,1 , чтобы обеспечить возможность конкуренции с обычными традиционными статическими измерениями. В экспериментальной части диссертации будет показана необходимость применения двух или даже трех последовательных проточных хроматографических детекторов для
Рис. ЧГ ,
где т. У соответствущие объемы вымывания первого компонента при снятии опытной и нулевой кривых вымывания, у объемная доля первого компонента. Величины избыточной адсорбции, вычисленные по уравнению , имеют размерность млг. Для сопоставления этих величин с адсорбцией, измерен ной статическими методами и выраженную в мольг, применяют уравнение , связывающее Г7у и п
. XI И Ус соответственно мольная доля и мольный объем 6 го компонента. Все же забегая вперед, следует отметить, что хроматографический метод определения изотерм адсорбции из растворов является весьма перспективным, поскольку вся изотерма адсорбции получается в результате одного эксперимента. Это особенно важно в тех случаях, когда необходимо получить большое количество адсорбционных экспериментальных данных с умеренной точностью. В настоящее время для описания термодинамического равновесия при адсорбции из растворов применяют два способа рассмотрения ад сорбционного равновесия метод Гиббса и метод полного содержания.