Methods for measuring the partition coefficients. Section 2. (1986)

Портрет ученого среди лабораторной посуды.

Ученый разливает растворы.

Мультфильм, поясняющий коэффициент разделения, как основной термодинамической характеристики процессов разделения смесей в двухфазных системах.

Понятие коэффициента разделения.

Формула вычисления коэффициента.

Чем больше коэффициент разделения отличается от 1, тем проще осуществляется процесс разделения.

В большинстве случаев еще нет возможности теоретически надежно рассчитать коэффициент разделения, поэтому основной путь определения коэффициента эксперимент.

Метод однократного уравновешивания.

Принцип метода заключается в определении концентрации компонентов в фазах смеси, находящихся в динамическом равновесии.

Обычно этот метод применяют в случаях, когда величина велика и анализ фаз проводится с достаточной точностью.

Определение коэффициента разделения производят в хорошо термостатированной установке, снабженной системой отбора проб.

Мультфильм, показывающий схему установки для определения коэффициента разделения в системе газ твердая фаза.

Контроль за достижением равновесия в системе производится периодическим отбором проб из газовой фазы с последующим анализом их состава.

Неизменность состава во времени говорит о том, что в системе достигнуто равновесие.

Возможности данного метода ограничены чувствительностью и точностью анализа равновесных фаз.

Поэтому он применяется только для определения относительно больших значений коэффициента разделения.

Для определения коэффициентов разделения близких к единице применяют метод сокращения остатка.

Этот метод основан на функциональной связи между коэффициентом разделения, изменением состава и количества перегоняемой смеси, которая определяется уравнением Рэлея.

Формула уравнения.

Для области малых концентраций одного из компонентов уравнение можно упростить.

Уравнение для компонента, если он концентрируется в жидкости.

Уравнение для компонента, если он концентрируется в паре.

Мультфильм, поясняющий опыт, помогающий определить коэффициент разделения методом Рэлея.

Таким образом для расчета коэффициента необходимо определить

массу и состав исходной жидкости, а также массу и состав остатка, не подвергшегося перегонке.

Массу жидкости до и после перегонки определяют путем взвешивания, а состав физико-химическими методами анализа.

При определении малых значений коэффициента разделения необходимо сокращать остаток в большее число раз.

В этом случае перегонку осуществляют в нескольких равновесных кубах с уменьшающимися объемами.

Это необходимо для того, чтобы к концу перегонки количество вещества в паровом пространстве куба не оказалось соизмеримым с количеством вещества в жидкости.

Когда значение коэффициента разделения близко к единице, его можно определить, используя разделительные колонны.

В лабораторной практике применяются колонны с мелкой, например спирально-призматической, или кольцевой насадкой.

Эксперимент проводится в стационарном безотборном режиме.

Мультфильм, поясняющий связь между коэффициентом разделения и степенью разделения.

Путем анализа проб, отобранных на концах колонны после достижения стационарного режима, определяется величина степени разделения и, при известном числе теоретических степеней разделения, находят значение коэффициента разделения.

Определение величины коэффициента разделения производят и в нестационарном безотборном режиме, используя кинетическую кривую накопления.

Для этого необходимо получить зависимость степени разделения от времени.

Для сокращения продолжительности эксперимента величину степени разделения можно найти расчетным путем по кинетической кривой.

Использование этого метода возможно, если известны величины задержки в колонне и системе обращения потоков.