книги из ГПНТБ / Глущенко В.Ю. Введение в физическую адсорбцию учеб. пособие

128

где У>£дн

- объем фильтрата .прошедший

через слой

до

появления на выходе юнцентрации СвыХ «

Сисх* 70 асть до

=

на линии L - L ' Срис.51).

точки на кривой В,С (

рас.51 )

определяется скоростью филь­

трации сыеси. Время, в течение которого вещество I пройдет

через

слой

city

, минимально;

время от начала йильтоа-

d£«

"

ции до момента появления I.в слое ч

рис. Д9 и 50 ) есть

время формирования фронта i

“to-i

С или что то ве

самое -

время

защитного действия слоя

'-•£■£> ) .

Очевидно,

защитное

действие любого слоя в общем тем больше,

чем дальше он на­

ходится от

сдоя

{

,

и время этого действия опре­

делится равенством:

4-'

=. J ±.T -W .

+ 4

1

i u

+ t °

•

. U 34)

где

Ц а - линейная скорость фильтрации смеси;

1л0 ~ Длина работающего елоя;(внракекие

2ЭЧспра­

ведливо при условии

L"> L e

) .

Для толщина слоя

адеороента

в I см,

ля-» <*ноЙ скорое--. ■ фгль

коэффициента защитного

действия:

ft

]

{

^

I CM. J

С М 1

Ы о [ мни-*

(235)

(236)

Далее

- t*

HL -

(237)

И, обозначая ^liL0 —"to^

через

IT

, получим:

* t -

«

L - т

(238)

Здесь

Т"

-

потеря времени защитного дейотвия слоя.

Выражение (238)

носит название формулы Шилова для динами­

ки сорбции в условиях стационарного ( сформировавшегося)

фронта движения. Оно было получено Н.А. Шиловым эмпири -

чеоки задолго ( в 1929 году ) до разработки строгой тео­

рии стационарного фронта динамики сорбции и является

следствием уравнений этой теории ( подробно см.

[2ч] ) .

Из выражений ( 237-238 ) видно, что

"t

тем

больше,

чем больше коэффициент защитного действия

К и

длина слоя

Li

и

чем меньше

. Последнее,

в свою очередь,

тем меньше,

чем меньше

L0

и

больше

"Ь0 - время защитного

действия слоя

L>0

,

завися­

щее от

многих факторов,

в том числе

- от

прочности связи

otC

.

(

6 8 6 )

где

С.

-

концентрация адоорбата

в поверхностном сдав.

в

Следователь® ,

уравненке

и )

ас *

V +

связы вай

линейную скорость движения фронта о изотермой ад­

сорбции (

через 68а к 686

) , Е~ли обьемная окорооть фгльтра-

цин постоянна*

тг

1Л<;“ *СОЛ&'Ь

. Линейная окорооть тем

меньше, чем болше К , то есть чем с больней скоростью мо­

лекулы адсорбата переходят на поверхность адсорбента (око-

рост ь адсорбции,

как известно, эавнонт от

коэффициента ак­

комодация

сС

, связанного с теплотой адсорбцга и определя-

юцего - см. уравнение

84

- численное значение

К ) .

Отсюда

следует,

что

разные

юшоненты перепеваются в

колонке

С

постоянными,

но р азкам оюроотями .

Пусть через колонку

с постоянной окорооты

фильтруется компонент,

практически

не адсорбирующийся ( K4S. I )* введем теперь а поток этого

компонента (

назовем

его

газом -

носителям) небольную пор­

цию сыеоя

двух сильно

адсорбирующихся

веществ* i н В

( Кд jfe» ' X,

Kg

I ,

прячем Кд *■*- |^

) .

3

печальный

момент оба компонента

находятся

в слое L #

; затем,

в

соответствии

о уравнением

(2<Ю),

юмпоиент В начнет отс­

тавать от

компонента

А

(

р я с .5 »

раххере исврбмюншп» |цртщиппв.

Чяв пцппштгг хшж, гшкпэд^

Зат - адсорбент С «■ ton** Е } .

i a валике щ&зт жвдврн-

Фиксируемые на выходе хэ лионки концентрация хон -

понентов А х В не

будут размыты во вреыенн, ее ля изотермы

адсорбции лежат в

области Генри. Если изотерма отклоняет­

ся

от закона Са » К• С» то в уравнения (2*о)]£#const,

и,

следовательно,

(X с .^ C0H-»t* В случае изотермы вида I

юнцентраций

С П на

dtCа

рис. 54). производная

с ростом "с" увели­

чивается.

В

этом

случае малые

кон -

центрации

будут пе-

"tjMUK

ремещаться быстрее,

Рис .56

чем

большие: фронт

полосы растянется, тмд - обострится

( рис.56). Таким об -

разом, форма хроматографической полосы ( выходной кривой)

дает возможность судить о форме изотермы адсорбщи.

Так как для газа - носителя обычно

К

I ,

то, в

соответствии с (РАО), для него:

и

о

сО

V

(2AI)

то есть скорость перемещения газа -

носителя определяется

объемной скорость» фильтрации и свободны* ( не занятым

зернами адсорбента )

объемом "V

в колонке.

Уравнение

(PAI) может выполняться только при

условии, что концент­

рации компонентов А и В на входе в толоику столь малы ,

что их переход на поверхность адсорбента

практически не

адсорбирующегося вещества

и газа

-

носителя можно запиоать:

U C

-

U

_

ЛГ

R | =

u<

Y a- V ^

-

f -

'

V + V a a

_______

i _______

1 + С Я

(2A2)

С п =

V a

МАМ.

( X

- —

’

”

m.

где

Ш.

- масоа

адсобента в

коленке,

запишемкженчатель-

но:

a ~-£r | ^ Я ( с ) ' с^-С'

(253)

2 . Практические

приемы разделения

смесей

Как

уже отмечено

(

стр .123), динамика оорбции лежит

в основе многочисленных методов хроматограбив, предотавляв-

щей собой процесс распределения .вещества между подвижной

фазой ( газом или жидкостью )

*■ неподвижной фазой - жид »

костью или твердым вещеетвомт

Разделение смеоей можно осу­

ществить способами:

Фронтальным, прояви тельным (

эл виновным)

и вытесни тельным.

В пгрвом случае через колонку

пропуска­