Дәріс Гетерогенді жүйелерді жіктелуі және оларды бөлу әдістері. Бөлу процестерінің материялдық балансы
жүктеу/скачать 284,97 Kb.
|
Пахт 7 дәріс
|
Дәріс 7. Гетерогенді жүйелерді жіктелуі және оларды бөлу әдістері. Бөлу процестерінің материялдық балансы Гетерогенді процестер деп реакцияға түсетін реагенттердің әрекеттесуі фазааралық бетте жүретін процестерді айтады, яғни біріне-бірі жанасатын әр түрлі фазадағы заттардың әрекеттесуі. Мұндай реакциялар табиғаттағы түрлі құбылыстар мен көптеген өндірістік процестерде жиі таралған. Гетерогенді реакцияларға көптеген мысалдар келтіруге болады. Өсімдік тіршілігіндегі қо-ректену мен даму, тірі организмдегі процестер гетерогенді реакцияларға жатады. Гетерогенді процестер көп сатылы жүреді. Әдетте кез келген гетерогенді реакция үш сатыдан тұрады. Біріншісі -әрекеттесе-тін заттарды фазааралық бетке жеткізу. Екінші сатысы -химиялық реакцияның өзі, оның әрекеттесіп жүруі. Үшінші сатысы -реакция өнімін реакция жүріп жатқан ортадан тысқа әкету. Демек, гетерогенді реакциялардың жылдамдыгы заттарды реакция жүретін фазааралық бетке әкелу, реакцияның жүруі және диффузия көмегімен реакция өнімін сол ортадан әкету процестерінің жылдамдығымен анықталады. Әр сатының жылдамдықтары өзара тең болмаса, онда жалпы реакцияның жылдамдығы ең аз сатынікімен анықталады. Ал егер жекеленген сатыдағы реакциялардың жылдамдығы өзара жақын және салыстырмалы болса, онда гетерогенді реакциялардың қосынды жылдамдығын олардың ең азымен сипатталуы шарт емес. Гетерогенді процестердегі реакциялар фазааралық бетте жүретіндіктен, оған осы фазаның күйі, өлшемдері әсер етеді: гетерогенді реащиялардыц жылдамдығы эрекеттесетін заттардық дисперстік дәрежесіне тура пропорционалды. Мұндай реакциялардьщ жылдамдығы диффузия жылдамдығына да тікелей тәуелді. Осылайша, гетерогенді жүйелерге шаң, түтін, тұман, суспензия, эмульсия және көбік кіреді. Шаң дегеніміз - 5-50 мкм мөлшеріндегі газ бен қатты бөлшектерден тұратын біртекті емес жүйе. Ол негізінен қатты материалдарды ұсақтау және тасымалдау кезінде қалыптасады. Түтін - бұл 0,3–5 мкм мөлшерде бөлінетін газ бен қатты бөлшектерден тұратын біртектес емес жүйе. Ол заттардың жануы кезінде түзіледі. Тұман - бұл конденсация нәтижесінде пайда болатын газдан және 0,3–3 мкм сұйық тамшылардан тұратын гетерогенді жүйе. Шаңдар, түтіндер, тұмандар ұжымдық түрде аэрозольдар деп аталады. Суспензия - бұл сұйық және қатты бөлшектерден тұратын гетерогенді жүйе. Бөлшектердің мөлшеріне байланысты суспензиялар бөлінеді: 100 мкм-ден үлкен бөлшектері бар, 0,1-100 микроннан үлкен бөлшектері бар жұқа және 0,1 микроннан аз бөлшектері бар коллоидты ерітінділер. Эмульсия дегеніміз -сұйықтықтан және оның ішінде ерімейтін басқа сұйықтықтың тамшыларынан тұратын гетерогенді жүйе. Дисперсті фазаның бөлшектері мөлшері әр түрлі болады. Бөлшектердің мөлшеріне байланысты суспензиялар ірі (бөлшектердің мөлшері 100 микроннан жоғары), жұқа (0,1-100 мкм) және мөлшері 0,1 мкм немесе одан аз болатын қатты бөлшектері бар коллоидты ерітінділерге бөлінеді. Бұл, мысалы, сүт, өсімдік майы мен су қоспасы. Газ эмульсиялары бар, онда дисперсиялық орта сұйық, ал дисперсті фаза газ болады. Көбік - бұл сұйық және газ көпіршіктерінен тұратын жүйе. Мысалы, кремдер және басқа да қамырдан жасалған бұйымдар. Көбіктер өздерінің қасиеттеріне жақын эмульсияға жақын. Эмульсиялар мен көбіктер дисперсті фазаның дисперсиялық ортаға және керісінше өту мүмкіндігімен сипатталады. Белгілі бір массалық фаза қатынасы арқылы мүмкін болатын бұл ауысуды фазалық инверсия немесе жай инверсия деп атайды. Аэрозольдер квазимолекуладан микроскопиялық мөлшерге дейінгі бөлшектерден тұратын, көп немесе аз уақытқа суспензияланатын қасиеті бар газ тәрізді дисперсті орта және қатты немесе сұйық дисперсті фаза деп аталады. Бұл ұғым шаңды, түтінді, тұманды біріктіреді. Мысалы, астықты ұнтақтау, ұнтақтау, тасымалдау кезінде алынған ұн шаңы; қантты кептіру кезінде пайда болатын қант шаңы және т.б. Түтін қатты отынды жағу кезінде пайда болады, тұман - будың конденсациясы кезінде. Аэрозольдерде дисперсиялық орта - газ немесе ауа, ал шаң мен түтіндегі дисперсті фаза қатты, тұманда сұйық болады. Дисперсті фазалар санына байланысты дисперсті немесе гетерогенді жүйелер бір және көп компонентті бола алады. Мысалы, көп компонентті жүйе - бұл сүт (екі түрлі фазасы бар: май және ақуыз); тұздықтар (дисперсті фазалар ұн, май және т.б.). Гетерогенді жүйелерді бөлу әдістері дисперсті фазаның тоқтап тұрған бөлшектерінің мөлшеріне, дисперсті және үздіксіз фазалардың тығыздығындағы айырмашылыққа, сондай-ақ үздіксіз фазаның тұтқырлығына байланысты жіктеледі. Гетерогенді қоспаларды бөлу. Бөлудің келесі негізгі әдістері қолданылады: жауын-шашын, фильтрация, центрифугалау, ылғалды бөлу және электрлік тазарту. Жауын-шашын - бұл сұйықтықта немесе газда тоқтатылған дисперсті фазаның қатты немесе сұйық бөлшектері үздіксіз фазадан гравитациялық, центрифугалық немесе электростатикалық бөлінетін процесс. Жауын-шашын гравитациясы деп аталады. Сүзу - бұл сұйықтықты немесе газды өткізіп, ортада тоқтатылған бөлшектерді ұстауға қабілетті кеуекті септумды қолдану арқылы бөлу процесі. Фильтрация қысым күштерінің әсерінен жүзеге асырылады және жауын-шашын суспензиясы мен шаңды бөлу кезінде жұқа қолданылады. Жаңа сауылған сүтте, кесек қалдықтар бар болуы мүмкін. Мысалы кесек шөп немесе сиырдын қылдары. Осы заттардан сүтті тазарту үшін, марлядан жасалғ ан сүзгі арқылы сүтті өткізеді: Нәтижесінде сүт тазарады, ал зиянды қалдықтар сүзгіде қалады. Бұл әдіс сүзу әдісі деп аталады. Құмды пайдаланып суды осы сүзу әдісімен тазартады жүктеу/скачать 284,97 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|