Применение метода многолучевой интерферометрии для изучения кинетики экстракции

• Автор: Горшков, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 201 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ КИНЕТИКИ МАССОПЕРЕНОСА В ЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМАХ.

1.1 Общая характеристика методов

1.2 Методы изучения диффузии в однофазных двухкомпонентных системах . .

1.3 Методы изучения кинетики массопереноса в двухфазных системах

1.3.1 Метод диффузионных ячеек с перемешиванием

1.3.2 Метод диффузионных ячеек без перемешивания

1.3.3 Метод кратковременного контакта фаз .

1.4 Оптические методы

1.4.1 Рефрактометрические методы . .

1.4.2 Интерферометрические методы .
1.5 Кинетика массопереноса в некоторых двухфазных
системах
1.5.1 Кинетика взаимного растворения в двухфазных
системах вода органическая жидкость
1.5.2 Кинетика экстракции соляной кислоты из водных растворов третичными аминами .
Выводы ..
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ С ПОМОЩЬЮ МНОГОЛУЧЕВОГО КЛИНОВОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА
2.1 Принципиальная схема лазерного интерферометра с внутренней кюветой .
2.2 Вывод соотношений для расчета разности показателей преломления . .
2.2.1 Вариант клиновидной кюветы при параллельных рбрах клиньев окон, кюветы и зеркал интерферометра .
2.2.2 Вариант клиновидной кюветы при непараллельных рбрах клиньев кюветы и зеркал интерферометра .
2.2.3 Вариант кюветы с плоскопараллельным зазором .
2.3 Анализ основных характеристик метода .
2.3.1 Оценка чувствительности
2.3.2 Оценка диапазона и априорной точности измерений .
3 РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ КИНЕТИКИ МАССОПЕРЕНОСА
В ад КОСТНЫХ СИСТЕМАХ
3.1 Конструкция установки на основе интерферометра
фабри Перо .
3.2 Конструкция установки с внутренними ячейками .
3.3 Юстировка оптической системы .
4 ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ МАССОПЕРЕНОСА В ЖИДКОСТНЫХ СИСТЕШХ
С ПОМОЩЬЮ МНОГОЛУЧЕВОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА.
4.1 Изучение диффузии в однофазных двухкомпонентных системах .
4.1.1 Выбор систем и характеристика реактивов .
4.1.2 Методика экспериментов и расчет коэффициентов диффузии .
4.2 Изучение кинетики массопереноса в двухфазных системах
в диффузионной ячейке без перемешивания.
4.2.1 Методика эксперимента . .
4.2.2 кинетика растворения воды в ТБФ .
4.2.3 Кинетика растворения воды в бензоле . .
4.2.4 Кинетика экстракции I растворами триноктиламина .
4.3 Изучение кинетики массопереноса в двухфазных системах в
диффузионной ячейке с перемешиванием .
4.3.1 Методика эксперимента
4.3.2 Кинетика экстракции НС1 растворами ТОА в толуоле
в диффузионной ячейке с перемешиванием .
Перспективы применения метода многолучевой интерферометрии .
ВЫВОДЫ
Литература


Основная идея этих методов состоит в том, что диффузия осуществляется в столбе жидкости, заключенном в пористом носителе, на обоих концах которого поддерживается постоянная концентрация. Сд и С начальные концентрации по разные стороны диафрагмы С3 и эти же концентрации через время . Постоянная ячейки обычно определяется градуировкой при помощи хлорида калия. Таким образом, эти методы являются относительными, требующими предварительного эталонирования для определения геометрической постоянной прибора. Поэтому вначале они были приняты с недоверием. Дюкло, например, указывал, что методы пористой перегородки не имеют достаточного теоретического обоснования . Однако, в настоящее время они принадлежат к числу наиболее распространенных . Основной деталью любой установки для определения . К ней предъявляются следующие требования герметичность, правильная геометрическая форма, небольшой объем предпочтительно капилляр. Ясно, что непременным условием является возможность создания четкой границы между растворами. Сведберг предложил I образную трубку с кранами, в которой раствор медленно подслаивается под растворитель. Затем промежуточный слой удаляется, например, сливается через тонкое боковое отверстие. Граница раздела может быть образована при выдвижении перегородки, разделяющей две жидкости. Распространение получили и ячейки, в которых один раствор надвигается на другой. Так устроены ячейки Классона , Нейрата , Цветкова . В работе проведен скрупулезный сравнительный анализ различных методов. Наиболее точными и обоснованными признаны методы нестационарной диффузии с контролем концентрации оптическими интерферометрическши способами, обзор которых приведен в
1. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ КИНЕТИКИ МАССОПЕРЕЮСА В ДВУХФАЗНЫХ СИСТШАХ. Основная задача, которая решается при изучении кинетики массопереноса в двухфахных системах, установление роли границы раздела фаз ГРФ в процессе переноса массы. Рядом исследователей показано, что состояние ГРФ может оказывать существенное иногда решающее влияние на скорость массопереноса, ускоряя межфазная турбулентность или замедляя поверхностное сопротивление процесс . ГРФ, адсорбционнодесорбционными процессами, образованием структурномеханических барьеров, электростатическими взаимодействиями, ориентационными факторами и др. Гипотеза о поверхностных реакциях, выдвинутая Праттом,получила развитие в трудах зарубежных и отечественных авторов . Наиболее полный и критический обзор работ в области кинетики экстракции был сделан в работах Ягодина и Тарасова . Авторы рассмотрели наиболее значительные работы, выполненные к тому времени, установили области прюленения и границы возможностей различных методов, наметили общий методологический подход к исследованию гетерогенных процессов в системе жидкость жидкость. Ими была разработана схема таких исследований, в которой предполагается наличие следующих этапов I. Особое внимание следует уделить первым трем этапам, как определяющим методические погрешности. Рассмотрим основные способы получения и обработки кинетических зависимостей, несущих информацию о гетерогенных процессах. МЕТОД ДИФФУЗИОННЫХ ЯЧЕЕК С ПЕРЕМЕШИВАНИШ. Идею этого метода впервые предложили Кольборн и Уэлш , развил и осуществил на практике Льюис , впоследствии метод широко использовался другими исследователями. Снижение диффузионного сопротивления с помощью перемешивания увеличивает вклад поверхностных процессов, однако интенсивность движения жидкости ограничена требованием постоянства площади ГРФ. Для этой цели иногда используют вертикальные перегородки. Кинетику массопередачи изучают, измеряя концентрацию вещества с помощью различных методов. Непрерывная запись кинетических кривых может осуществляться с помощью кондуктометрического , потенциометрического, радиометрического , оптического и других методов анализа. Для обработки экспериментальных данных обычно используются два метода дифференциальный или метод начальных скоростей и интегральный. Б площадь ГРФ 1 время К0 общий коэффициент массопередачи, отнесенный к органической фазе. Уравнения 16 и 17 справедливы при постоянных коэффициентах распределения.