این پاورپوینت به بررسی اثر تماس دو فاز نامحلول پرداخته و شامل مباحثی از جمله انتقال جرم بین دو فاز گاز – مایع، مایع – جامد، و گاز – جامد است. همچنین به مفاهیم جذب سطحی، تفکیک مولکول ها، و فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی جذب پرداخته شده و تفاوت های جذب فیزیکی و شیمیایی نیز مورد بحث قرار گرفته است.
مقدمه
انتقال جرم در تماس دو فاز نامحلول، یکی از پدیده های مهم در فرآیندهای شیمیایی و صنعتی است که نقش حیاتی در جداسازی و تصفیه مواد مختلف دارد. این فرآیند در سیستم های گاز – مایع، مایع – جامد، و گاز – جامد مشاهده می شود و به دلیل تفاوت در غلظت مواد بین دو فاز، جرم از ناحیه ای با غلظت بیشتر به ناحیه ای با غلظت کمتر منتقل می شود.
جذب سطحی یکی از روش های موثر در این فرآیند است که برای تصفیه هوا، آب و حذف آلودگی ها از محیط های صنعتی استفاده می شود. در این میان، جذب فیزیکی و جذب شیمیایی به عنوان دو مکانیزم اصلی در فرآیندهای جذب شناخته می شوند. جذب فیزیکی عمدتاً به دلیل برهمکنش های واندروالسی ضعیف رخ می دهد و فرآیندی قابل برگشت است، در حالی که جذب شیمیایی با تشکیل پیوندهای قوی شیمیایی همراه بوده و معمولاً غیرقابل برگشت است.
این پاورپوینت با تمرکز بر مفاهیم پایه ای انتقال جرم و بررسی فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی جذب، به تحلیل و توضیح عوامل موثر بر کارایی این فرآیندها در شرایط مختلف می پردازد.
اثر تماس دو فاز نامحلول
در اثر تماس دو فاز نامحلول بین اجزاء مختلف، در دو فاز تعادل برقرار می گردد. تعادل بین دو فاز بلافاصله صورت نمی گیرد بلکه سیستم به مرور زمان در اثر نفوذ کند سازنده ها به تعادل نزدیک می شود. لذا جداسازی هرگز کامل نخواهد بود و با تکرار عملیات به جداسازی کامل تر و نه صد درصد دست خواهیم یافت.
تقسیم بندی انتقال جرم در اثر تماس دو فاز نامحلول
- تماس گاز – مایع
- جذب گاز: نفوذ یک جزء از محلول گازی در فاز مایع، مانند نفوذ آمونیاک از مخلوط هوا و آمونیاک در آب.
- دفع گاز: نفوذ یک جزء از محلول مایع در فاز گاز، مانند نفوذ آمونیاک در هوا.
- تماس مایع – جامد
- استخراج با حلال یا Leaching: جداسازی یک مخلوط جامد توسط یک حلال مایع، مانند طلا از سنگ معدن آن توسط محلول های سیانید.
- جذب سطحی: نفوذ مایع در جامد، مانند ترکیبات رنگی ناخالص در محلول های قند نیشکر توسط کربن فعال.
- تماس گاز – جامد
- دفع گاز (Desorption): نفوذ جزء جذب شده جاذب در فاز گاز، مانند خشک کردن الوارهای خیس یا رطوبت گیری لایه گل صافی ها.
- جذب سطحی (Adsorption): نفوذ فاز گاز به فاز جامد، مانند خشک شدن هوای مرطوب در معرض سیلیکا ژل.
مولکول ها و اتم ها از دو راه می توانند به سطح متصل شوند:
الف) جذب به روش فیزیکی
ب) جذب به روش شیمیایی
جذب فیزیکی
در این نوع جذب، یک برهم کنش وان در والی با گستره ای طویل اما ضعیف بین مجذوب و جزء مورد عمل وجود دارد. نیروهایی که در این نوع جذب فعال اند طبیعتاً الکترواستاتیکی می باشند.
اندک انرژی آزاد شده به هنگام جذب ذره که هم ارز آنتالپی مایع شدن است، می تواند به صورت انرژی ارتعاشی شبکه جذب و به صورت حرکت گرمایی مصرف شود. یعنی ذره در طول سطح جست و خیز کرده و تدریجاً انرژی خود را از دست داده و سرانجام جذب می گردد.
این نوع جذب فرآیندی قابل برگشت است.
جذب شیمیایی
در این نوع جذب، ذرات با تشکیل پیوندهای قوی شیمیایی (کووالانسی یا نیروهای یونی) به سطح متصل می شوند. در این نوع جذب، تعویض الکترون به وقوع می پیوندد همانگونه که در واکنش های شیمیایی رخ می دهد.
جذب شیمیایی گرمازا و در موارد خاص به مقدار کوچک آنتالپی مثبت خواهد بود و برگشت ناپذیر است.
فهرست مطالب
- مقدمه
- اثر تماس دو فاز نامحلول
- تقسیم‌بندی انتقال جرم در اثر تماس دو فاز نامحلول
- مولکول‌ها و اتم‌ها از دو راه می‌توانند به سطح متصل شوند
- جذب فیزیکی
- جذب شیمیایی
- تفاوت‌های جذب فیزیکی و شیمیایی
- انرژی‌های جذب
- انتخاب جاذب
- سطح داخلی در جاذب ها
- انواع جاذب‌ها:
- کربن‌های فعال شده
- غربال‌های مولکولی کربن
- رزین‌ها و پلیمرهای کربونیزه شده
- سیلیکاژل
- آلومین فعال شده
- خاک رس
- زئولیت
- دامنه جذب سطحی
- همدمایی جذب سطحی
فرمت فایل: پاورپوینت
تعداد صفحات: 22
مطالب مرتبط