Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Készítette Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Készítette Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA."— Előadás másolata:

1 Készítette Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA

2  Két egymással érintkező fázis között határfelület található, amelynek energiatartalma, fizikai-kémiai tulajdonságai különböznek az egyes fázisok energiatartalmától és tulajdonságaitól.  A határfelület a szemlélt fázis azon rétege, amely érintkezik a másik fázis utolsó rétegével.  Határfelületnek mindig annak a fázisnak a felületét vesszük, amelynél a molekulák közötti vonzóerők erősebbek.  Határfelület kialakulhat:  ha folyadék érintkezik gázzal,  ha két egymással nem vagy részben elegyedő folyadék érintkezik,  ha szilárd anyag érintkezik valamilyen folyadékkal és  ha szilárd anyag érintkezik gázzal.

3

4  Ha folyadék érintkezik gázzal (vagy gőzzel) vagy másik nem elegyedő folyadékkal, az érintkezési felületek a felületi feszültség következtében, minimális értéket igyekeznek felvenni (gömb alakúak lesznek).  Ez azzal magyarázható, hogy a folyadék belsejében azonos molekulák közötti kölcsönhatások érvényesülnek, míg azokra a molekulákra, amelyek közvetlenül a fázisfelületnél helyezkednek el nagyobb vonzás érvényesül a belső folyadékréteg irányába, mint a környező anyag molekuláihoz.

5

6  Ennek eredményeképpen a folyadékfelszínen a felszínre merőleges irányú, a folyadék belseje felé mutató nyomás hat, amely ezt a felületet minimálisra igyekszik csökkenteni. Tehát, ha a felületet növelni akarjuk, akkor ehhez energiabefektetés szükséges. Az egységnyi új felület létrehozásához szükséges energiát fázisok közötti vagy felületi feszültségnek nevezzük és σ -val jelöljük.

7 A felületi feszültség ( σ) függ a:  folyadék tulajdonságaitól,  A folyadékkal érintkező anyag tulajdonságaitól,  Hőmérséklettől.  A hőmérséklet növekedésével a felületi feszültség csökken.

8

9 Definíció: Adszorpciónak nevezzük azt az anyagátbocsátási műveletet, amely során szilárd anyag felületén gázt, gőzt, vagy folyadékot kötünk meg.  Az adszorpcióval ellentétes irányú folyamatot deszorpciónak nevezük. A szilárd anyagot, amely a megkötést végzi, adszorbensnek, míg a megkötött anyagot adszorptívumnak, vagy adszorbátumnak nevezzük.

10 Az adszorpció az adszorbens szemcséi, valamint az adszorptívum részecskéi között fennálló tömegvonzáson alapszik.  Az adszorbens belsejében ható kochéziós erők egymást kiegyenlítik.  A felületen azonban a vonzóerők egy része csak az adszorbens belseje felé van lekötve, a környezeti fázis irányában szabadon hatnak, és így képesek az ott levő idegen részecskéket odavonzani és megkötni.

11 Adszorbens szemcse Adszorptívum részecske Kifelé ható adhéziós erők Lekötött kochéziós erők

12  A kifelé ható erők nagysága arányos a felülettel, azért az adszorbensnek minél nagyobb felületűnek kell lennie.  Az adszorpció kezdeti szakaszában az adszorbens részecskéi nagy szabad felülettel rendelkeznek, így időegység alatt sok adszorptívum részecske kötődhet meg: az adszorpció sebessége is nagy.  Egy idő után a deszorpció sebessége eléri az adszorpcióét, és beáll a dinamikus egyensúly : ahány részecske megkötődik időegység alatt, ugyanannyi deszorbeálódik.

13  Egyensúlyi állapotban az egységnyi adszorbens tömegén ( m ad ) megkötött anyag tömege ( m ), egyenesen arányos a megkötött anyag folyadék illetve gázfázisbeli koncentrációjával ( x illetve p ). Folyadékok esetében Gázok esetében a, b, m és n – állandók, amelyek az adszorbens és adszorptívum tulajdonságaitól függenek.

14 Folyadékok esetébenGázok esetében

15  A diagramokon azt látjuk, hogy állandó hőmérsékleten, minél nagyobb az adszorptívum koncentrációja a folyadékban illetve parciális nyomása a gázban, annál nagyobb mennyiségben kötődik meg az adszorbens felületén.  Az adszorbens és az adszorptívumot hordozó fázis érintkezési felülete is kihatással van a megkötött anyag mennyiségére.

16  Az egységnyi idő alatt megkötött anyag tömege egyértelműen utal az adszorpció sebességére. Ez egyenesen arányos a hajtóerővel, illetve az adszorptívum koncentrációkülönbségével, ami a hordozófázisban és a határrétegben uralkodik: Δx = x - x h, továbbá az érintkezési felülettel ( A ) és a határréteg anyagátadási tényezőjével (β h ). Képletbe foglalva:

17 Megkülönböztetünk:  Fizikai, és  Kémiai adszorpciót (kemoszorpció).  A kémiai adszorpció általában nem megfordítható folyamat, vagyis a deszorpciót nem lehet végrehajtani.

18  Adszorbensként pórusos szilárd, nagy fajlagos felületű anyagok használatosak.  A fajlagos felületet általában egységnyi tömegre vonatkoztatják.  Az iparban adszorbensként főleg: - aktív szenet, - ásványi adszorbenseket (szilikagél, zeolit), - szintetikus ioncserélő gyantákat (ionitokat) használnak.

19  Nagy legyen az aktivitásuk (nagy adszorpciós képesség kis adszorptívum koncentráció esetén is);  Nagy szilárdság a gyakori hőfokváltozás miatt;  Kémiai ellenállóképesség az alkalmazandó gázokkal, gőzökkel, folyadékokkal szemben;  Jó elválasztó képesség a kívánt alkotórészre vonatkoztatva, vagyis az adszorbeált anyag könnyű deszorpciója.

20  Gázok tisztítására és szárítására,  Folyadékok tisztítására és derítésére,  Gáz- és gőzelegyek szétválasztására,  llékony oldószergőzök kinyerésére levegőből, vagy más gázokból. Alkalmazása:  Az adszorpció elsősorban a megkötendő komponens alacsony kiindulási koncentrációja esetén használatos.

21

22  A kromatográfia valamely keverék összetevőinek szétválasztás a, amely azon alapszik, hogy a különböző alkotók nem egyenletesen mennek át az egyik fázisból a másikba, amellyel a keverék érintkezésbe kerül.  Az elválasztás abból ál, hogy a kivizsgálandó keveréket megfelelő oldószerben elkeverve (mozgófázis) átvezetik az álló fázisba. Eközben a kivizsgált anyagok különbözőképpen oszlanak meg az álló és a mozgó fázis között.

23 Alsó réteg: klorofill-A (kékeszöld) Középső réteg: klorofill-B (sárgászöld) Fölső réteg: karotinoidok (sárga)

24  Az oszlopot szilikagéllel kell megtölteni, amit előtte vízzel nedvesítettünk.  A kivizsgálandó anyagból készült oldatot ezután keresztül engedjük rajta, amely anyag olyan szerves oldószerben van oldva, amely vízzel nem keveredik, és amely előhívószerként is szolgál.  A módszer leginkább az aminosavak szétválasztására szolgál.

25  A szétválasztás azért lehetséges, mert a víz, mint poláros oldószer a szilikagélhez kapcsolódik, álló fázist alkotva, míg a szerves oldószer, az oszlopon keresztülhaladva, a rendszer mozgó fázisát adja. Emiatt a kivizsgált keverék megoszlik a két fázis között. Azok az összetevők, amelyek jobban oldódnak a szerves oldószerben, gyorsabban fognak haladni, mint azok az összetevők, amelyek kevésbé oldódnak.

26  Az oszlop töltelékanyaga helyett egyszerű szűrőpapírt használunk (állófázis). A kromatogram előhívása hermetikusan zárt edényben történik, azért, hogy a rendszer telítődjön az oldószer páráival.  A papírkromatográfiához általában erre a célra különösen alkalmas papírfajtából készült 50 cm hosszú és legalább 3 cm széles szűrőpapírcsíkot használnak.  Röviddel a csík vége előtt jelet tesznek (kezdőpont), amelyre a kivizsgálandó oldat cseppjét viszik fel. Ezután a csíkot felakasztják a zárt edényben, úgy, hogy a kezdőpont néhány mm-rel az oldószer nívója felett legyen (azért, hogy a minta nehogy kimosódjon).

27

28  Az oldószer felszívódik a papírcsíkba, magával víve a keverék komponenseit. Mivel a komponensek különböző sebességgel mozognak, szétválasztódnak.  Színes anyagok esetén világosan látható foltok keletkeznek, amelyek eltérő gyorsasággal vándorolnak. Egy bizonyos idő után a papírcsíkot kivesszük a zárt edényből és megjelöljük azt a szintet, ameddig az oldószer eljutott – oldószer front.  Ezután a kromatogram szárítása következik.

29  A kezdőponttól az oldószerig a kiinduló keverék komponensei láthatók.  Ha az anyagok színtelenek, akkor a kromatogramot olyan anyagokkal kell bepermetezni, amely az egyes foltokat láthatóvá teszi (a kromatogram előhívása).  Az összetevők azonosítása a színek vagy az R f érték alapján történik.  Az R f érték az oldószerfront valamint az anyagfolt középpontja által megtett út aránya.

30 Az R f értékek meghatározott feltételek között az anyagra jellemző nagyságok, amelyek értéke 0 és 1 között van.

31  A módszer elve, hogy a kivizsgálandó anyagot, amely gáz halmazállapotú, vele nem reagáló gáz segítségével (mozgófázis) kromatográfia oszlopon vezetjük keresztül.  Az oszlopban a keverék összetevői szétválasztódnak, mert különböző a tartózkodási idejük.  Az összetevők egyesével, meghatározott időközönként hagyják el az oszlopot, megjelenésüket speciális műszerek segítségével lehet detektálni (kimutatni), automatikusan feljegyezni, miközben sávokat kapunk, amit kromatogramnak nevezünk.

32  Az ioncserélők olyan anyagok, amelyek a velük érintkező oldatból ionokat képesek megkötni, miközben ekvivalens mennyiségű saját iont juttatnak az oldatba.  Ilyen tulajdonságokkal rendelkeznek pl. az alumoszilikátok – zeolitok.  Ha kemény vizet ioncserélő oszlopon vezetünk keresztül, amely zeolittal van töltve, a következő cserék játszódnak le: a Na + ionok a zeolitból ekvivalens mennyiségű Ca 2+ és Mg 2+ ionokkal cserélődnek fel a vízből, mindaddig míg be nem áll az egyensúly.


Letölteni ppt "Készítette Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA."

Hasonló előadás


Google Hirdetések