Общая характеристика методов разделения
Под методами разделения будем понимать совокупности характерных для них химических и физических процессов и способов их осуществления. Сам по себе процесс, например, разделения веществ между двумя жидкими фазами еще не является методом разделения. В сочетании со способом осуществления, обеспечивающим переход веществ из одной фазы в другую в результате их равновесного распределения между фазами, такой процесс станет экстракцией, а в сочетании с хроматографическим способом - жидкосножидкостнойхроматографией. Трудности при любой попытке систематизации методов разделения вносят комбинированные методы анализа. За одним названием «газовая» и «жидкостная» хроматография скрываются и методы хроматографического разделения веществ в газовой и жидкостной фазах, и соответствующие комбинированные методы. Общепринятая классификация медов разделения и концентрирования до сих пор отсутствует. При совместном рассмотрении различных методов чаще всего приходится сталкиваться или с их простым перечислением. Или с объединением в в группы по какому-либо формальному признаку вне общей классификации. При систематизации методов разделения в простейшем случае в качестве отправной точки берут принадлежность метода к той или иной области науки, породившей его: химические, физико-химические, физические методы. Агрегатное состояние фазы, в которой находится исходная смесь веществ. Агрегатное состояние выделяемой фазы Твердое тело. Газ. Жидкость. Жидкость. Осаждение, электроосаждение вымораживание, кристаллизацияОтгонка, дистилляция, ректификация-Газ--ВымораживаниеТвердое тело-Высокотемпературная отгонка при взаимодействии с газообразным реагентом, возгонкаСелективное растворение
|
|
|
Методы разделения по фазовому признаку составляют четыре группы и основаны на:
1.образовании выделяемым веществом новой фазы;
2.различии в распределении веществ между фазами; различиях в массопереносе, проявляющихся при индуцирумом переходе вещества из одной фазы в другую через разделяющую их третью фазу; механизмах внутрифазного разделения. Для первой группы методов характерными признаками являются агрегатные состояния исходной смеси веществ и выделяемой фазы. Методы второй группы основаны на общих закономерностях распределения веществ между фазами и могут характеризоваться их агрегатным состоянием и способом осуществления процесса межфазного распределения. Для третьей и четвертой группы, кроме агрегатного состояния фаз, характерным признаком является природа движущих сил процесса. Значение для аналитической химии методов разделения, входящих в первую группу, далеко неоднозначно. Процессы вымораживания и жидкой и газовой фазматериалов применяют как коагуляцию, так и стабилизацию коллоидных систем (например, в пропиточные и покровные битумы, используемые для производства кровельных и гидроизоляционных материалов, вводят каучуки, полиэтилен и другие высокомолекулярные соединения. Итак, при коагуляции частицы полностью лишаются фактора устойчивости (двойного электрического слоя или сольватной оболочки) и слипаются друг с другом, образуя комплексные агрегаты. Достигнув определенной величины, эти агрегаты теряют кинетическую устойчивость и образуют плотный осадок. При понижении агрегативной устойчивости коллоидных и микрогетерогенных систем возникают коагуляционные структуры*. Если же происходит неполная астабилизация системы, то фактор устойчивости будет снят только с некоторых участков поверхности частиц, и в результате этого частицы, слипаясь по этим местам, образуют пространственную сетку, в петлях которой будет находиться дисперсионная среда. Происходит так называемое гелеобразование (желатинирование) или образование лиогеля. Вид структуры, образовавшейся в результате гелеобразования, схематически представлен на рис. 3.26.
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.26. Строение пространственных структур, образующихся в коллоидных системах: 1 – частицы дисперсной фазы; 2 – участки поверхности частиц, лишившихся фактора устойчивости после астабилизации; 3 – участки поверхности, сохранившие фактор устойчивости; 4 – петли структуры, заполненные дисперсионной средой.
Особенности коллоидно-дисперсных систем связаны с большимразме-ром коллоидных частиц по сравнению с обычными молекулами и ионами истинных растворов. Размеры коллоидных частиц лежат в пределах 10-5 ÷ 10-7 см, аистиные растворы содержат частицы, имеющие размеры на два-три порядка меньше. Соотношение между размерами частиц (в см) различных дисперсных системах можно представить следующим образом:10-2 ÷ 10-4 10-5 ÷ 10-7 10-8 ÷ 10-10.грубодисперсные коллоидные молекулярно-дисперсные. Мерой раздробленности всякой дисперсной системы может служить либо по вещества. Метод универсален, прост в оформлении. Применение дорогостоящих рактивов. Соосаждение Позволяет производить концентрирование веществ. Длителен, менее универсален, селективность мала. Ионообменнаяхроматография. Используется для обмена основного компонента смеси на H+(OH-) или для концентрирования микрокомпонентов из больших объемов растворов. Достигается полнота выделения при низких значениях коэффициентов распределения. Селективность мала, возможны потери и загрязнения вследствие процессов сорбции, процесс трудоемкий Отгонка Применяется для концентрирования легколетучих примесей с их конденсацией на небольшой поверхности. Не требует дополнительных реагентов и растворителей. Применение ограничено некоторыми классами веществ.
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!