- •1. Технологический процесс. Основные понятия. Технологическая схема. Технологический режим. Виды технологических процессов. Периодический, непрерывный, комбинированный.
- •2. Классификация процессов разделения и очистки. Стадии очистки. Выбор метода.
- •3. Сорбционные методы очистки. Процесс очистки адсорбцией. Ионный обмен. Хроматография.
- •1. Адсорбционный метод.
- •4. Жидкостная экстракция (жэ).
- •5. Кристаллизационные процессы очистки.
- •6. Эффективность – кристаллизационных процессов очистки. Коэффициенты распределения (равновесный, эффективный)
- •7. Метод перегонки через газовую фазу. Сублимация и дистилляция.
- •8. Ректификация. Ректификационная колонна.
- •9. Очистка веществ с помощью химических-транспортных реакций.
- •10. Электрохимические процессы разделения и очистки. Электролиз. Катодное растворение. Электродиализ.
- •11. Очистка в центробежном поле. Разделение в скрещенных электрическом и магнитном полях. Разделение диффузией и термодиффузией.
- •12. Основные процессы – гетерогенных химико-технологических систем. Процессы массопередачи. Процессы теплопередачи.
- •Процесс теплопередачи:
- •13. Физико-химические основы процессов затвердевания. Основные модели роста кристаллов. Виды эпитаксии.
1. Адсорбционный метод.
Адсорбция - самопроизвольный изотермический процесс сгущение массы вещества (адсорбата ) на поверхности другого (адсорбента); снижается энергия и поверхностное натяжение.
Количественной характеристикой адсорбционной системы является изотерма.
2. ионный обмен (ИО) – это обратимый взаимообмен ионов с одноименным зарядами, протекающий между жидкостным раствором и тв. нерастворимым веществом, который контактирует с этим раствором тв. в-во – ионит или ионообменник.
Различают:1.катионид – только обмен с полож. ионами.
2. анионит – обмен с отрицательными ионами.
Ионный обмен – стехиометрическое замещение, т.е. на любой эквивалент 1-го иона, поглощаемого из раствора, ионит отдаст в раствор один эквивалент другого иона того же знака. ИО всегда сопровождается адсорбцией.
Для извлечения примеси в специальную реакционную ионообменную колону загружают зерна ионита и пропускают очищаемый раствор.
Схема изображения ионита: 3-колона; 2 – противоионы; 1 –матрица.
Ионит состоит из 1 может обладать отрицат. зарядами, которые обеспечивают фиксированным в нем ионами. Заряд фиксированных ионов компенсированным зарядом подвижных противоионов 2, которые двигаются в порах каркаса. Кроме них в поры могут попасть ионы того же знака, что и каркас, т.е. колоны 3. Следовательно, ИО заключается в распределении 2 между ионитом и раствором. Процесс обратимый. Как только наступает насыщения ионита ионами примеси, процесс завершает, а ионит промывают раствором, т.е. регенерирует.
ИО применяется:
1. для глубокой очистки раствора соли очищаемого элемента.
2. для разделения 2-х элементов, из которых один остается в растворе, а 2 поглощается ионитом.
3. для концентрир. ценного элемента в ионите, который извлекают из большой массы слабого раствора.
4. для глубокой очистки водя, используется при ТМКЭТ.
3. хроматография. Применяется для глубокого разделения и очистки веществ. С появлением метода возникла новая марка чистоты – хроматографический чистый. Метод основан на различии в сорбируемости компонентов разделяемой смеси на адсорбенте. Это приводит к различной скорости перемещения компонентов через пористую адсорбционную среду. В результате различной скорости смесь делится на ряд полос и зон – хромотограмма. Вещества разделяется механически друг то друга.
Существуют несколько видов жидкостно – адсорбционной хроматографии:
1.проявительный метод: (А+В) – исходная смесь, Е – проявитель, который адсорбируется хуже, чем А и В. Пусть А адсорбируется хуже В.
В верхнюю часть колонки с адсорбент заливают смесь А+В, который адсорбируется. Затем заливают жидкость Е, который будет вымывать постепенно оба компонента, но лучше А. В результате через определенное время компоненты разделяются по зонам адсорбции. Сначала выйдет Е, потом А с Е, потом Е, потом В.
2. вытеснительный: (А+В) – исходная смесь. Д –вытеснитель. Адсорбент сильнее А и В, поэтому способен вытеснять оба компонента, причем А быстрее. В результате появляется зоны с отдельными компонентами и зона, где они содержаться оба.
3.фронтальный: Через колонку пропускают (А+В) и получаем в чистом виде немного А.
Методы используются для разделения сложных смесей разбавленных растворов и для разделения редко – земельных металлов.