Теоретические и прикладные основы электробаромембранных методов разделения многокомпонентных растворов. Лазарев С.И. - 44 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

Камера (II) заполнялась раствором определённой концентрации, а камера (I) – дистиллированной водой. Для уста-
новления стационарного диффузионного и осмотического потоков растворы оставались в камерах продолжительное вре-
мя (11 – 13 ч), а затем сливались. После этого камеры ячейки в течение 15 минут промывались дистиллированной водой.
Затем проводили заполнение камер, как и в предшествующем опыте: камеру (II) заполняли раствором той же концентрации,
а камеру (I) дистиллированной водой. Затем проводили отбор проб из камер через ёмкости отработанных растворов (4) и (5)
и дополняли камеры (I) и (II) через ёмкости исходных растворов (2) и (3) и проводили опыт по определению диффузионной
проницаемости. Продолжительность эксперимента составляла три часа.
Во время опыта осуществлялось интенсивное перемешивание растворов магнитными мешалками. Необходимая интен-
сивность перемешивания определялась по литературным данным и из дополнительных экспериментов.
По количеству перенесённых растворённых веществ рассчитывали диффузионные проницаемости по формуле, по-
лученной из дифференциальных балансовых соотношений:
)()(
)()(
ln
0
212
0
11
0
221
0
212
0
112
2
21
21
21
д
CVCVCVV
CVCVCCVV
VV
VV
S
P
+
+
+
τ
δ
=
, (5.1)
где
д
P
коэффициент диффузионной проницаемости;
2,1
V
объём первой и второй камер;
0
2
0
1
, CC
исходная концен-
трация растворённого вещества в первой и второй камерах;
2
C концентрация растворённого вещества во второй камере
при времени
τ
.
Диффузионные проницаемости веществ и многокомпонентных растворов можно рассчитать по
τ
δ
=
SCC
VC
P
)(
21
22
д
. (5.2)
Зависимости коэффициента диффузионной проницаемости исследованных мембран от концентрации и температур
многокомпонентного раствора анилина и уротропина представлены на рис. 5.9 – 5.24.
Из экспериментальных данных следует, что диффузионная проницаемость нелинейно зависит как от концентрации,
так и от температуры исследуемого раствора, диффузионная проницаемость по одному компоненту нелинейно зависит
от концентрации другого компонента.
Рассмотрим поведение диффузионной проницаемости в зависимости от концентрации растворов. Предварительно
отметим, что величина диффузионной проницаемости зависит от значительного количества параметров: природы мембран
и растворов [100]; характера взаимодействия растворённого веществарастворителя, растворённого веществамембраны,
растворителямембраны [10]. Трансмембранный перенос растворённого вещества, при диффузионной проницаемости,
может осуществляться как через поровое пространство, заполненное раствором, так и через аморфные области набухшей
мембраны [4]. В совокупности вышеприведённые факторы и приводят к сложным зависимостям диффузионной прони-
цаемости от концентрации раствора.
Рис. 5.9. Коэффициент диффузионной проницаемости мембраны МГА-95К
по уротропину, T = 293 K:
концентрации анилина C
а
, кг/м
3
:
1 – 0,5; 2 –3,22; 3 6,16; 4 – 8,33; 5 – 13,91
P
д
· 10
12
м
2
/с
3,2
2,1
1
0 4,5 9 13,5 C
у
, кг/м
3
4
5
3 2 1
20 °C