Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 5 (1110092), страница 267
Текст из файла (страница 267)
цветным стандартным образцом или шкалой, цветным перемешаияцимся компаратором и т. и. Длв Э.-т, использутат реахнюелме иидихаии»риме бумаги (РЙБ), иидилаюориме врубки (ИТ), прозрачнме или покрытые порошком пленки, пенокубики, тампоны, кар»щлаши, ампульные или капельные приспособления, спец. диаки, пробирки с двухфазными аналит. зонами и др. Результаты, полученные с помощью Э:т., сопоставимы по чувсингельносгн н точности с традиционными инструментальными методами анализа. Иногда дла аюинза применвют мишгфшаметры (масса до 0,5 хг) с цифровым электронным дисплеем и хассетой для ввода аналит.
полос или дисков, а тжже минюпюрные приборы, с помощью к-рых можно одновременно измерять о»пич. плотности ртпвц. зан нбсе. Э. т. Наиб, часто используют РИБ (в т. ч. на полимерных подложках) с адсорбциоино или ховалентно сввзанными кислотно-осндвными индикаторами, различающиыисв по диапазону рН. При анализе лщлкостей или газов с помощью РИБ и ИТ можно определвть мн. орг, в-ва (напр., вльдепщы, амины, гидразины, спирты, ПАВ), большое кол-во неорг. ионов, а также Н»О Н101 Нзб 30з С)з В мед, прахтже применяют спец.
диапюстич. Э.-т. (диагносгикумы) дпя определения белка, глюкозы, гемоглобина, кервгина, лейкоцитов, холестерина, триглицерндов, ферментов, нитрит-ионов и др. в крови, моче и др. средах. Получение и хранение рада форм Э.-т. требует соблюдениа стерильности и пониженной т-ры. Лов«» О«тров«хо« В.М., Р«оювввио впэюоюрюво «Р»во»ю (Рца) лвв ввоппв»мепвото тоотвровавва веэь м., 19ю; 3 о зотов ю л., в ж: тапа«лпавввп Второ««ва«х»Н хопф»е овце «Зво«в»ввтвв«-РФ», Кровава«р, 199«» к1»»от и., з«ьвоввои м б«т нниа»«в пмввоюк мвв«з., 19тб; Хгрр А, НотвЬГ»ив,, тн и, ЮЫ»эгр Збэтт; Кооз В., Ввю.
1гнпт т «вюьвае, гзэз, н» з, з. 1зз-91; зювея»сев нп»бьаа~, м«пз, Попвив1», 19вб, В.М. О«веоооп»в ЭКСТКНСЙВНЫК ПАР»зМКТРЫ, см. Параметры сасюа- ЭКСТРА» ЙРОВАННК (от лат. ехцвйо — вытягиваю, извнекюо), перевод одного нли песк. компонентов из твердого пористого тела в жидкую фазу с помощью избират. р-ритела (экстрагента); один из массообменных процессов хим. технолопви. Наряду с термином «Э,» часто применяют термин «выщелачивание» (в англоязычной литературе е(еасйшй»), назв. к-рого происхопнт от слова «щглочь».
Действительно, в нек-рых технал. процессах извлечения р-р содержит щтлочь; аднахо во мн. Нных анапогнчных процессах, таске нвз. «выщелачиааниемэ, щелочь вообще не используется. Поэтому термин «Э.», под х-рым понимают извлечение в системе твердое тело — лпщкоагь, следует считать более общим и предпоч- Э. существенно отличается от нцтнраюиги жидхасвнай, к-раа протеюют в гетераг. системе жидкость — жцжосвь.
При Э. размеры твердых тел задюатся прццпествующими операцвныи (измтльчение). Различают два принципиально разных способа извлечения: Э. растворенного в-ва и Э, твердого в-ва. В случае Э. растворенного в-ва пористый обьем твердого тела заполнен р-ром целевого компонента, к-рый при извлечении днффуцдирует за пределы пористого тела в эхсграгент.
Классич. пример — извлечение аахэра нз свекловичной стружки при ее обрабопге горячей водой, Э. твердого в-ва происходит, если целевой компонент, эаполняющий пористый обьем твердого тела, находится в твердом состоянии, Прн обработхе тверцого тела эхстршентом диффузионной снегин прешпестнует спеша растворения целевого компонента.
В обоих случаех пористыи инертный скелет либо остается в неизмененном виде, либо подверпютса определенным изменениям. К осн. стадиям Э. относвт: 1) подготовку сырьв и жстрагенга (очистка и измельчение сырья, нагревание р-рнтелв); 819 2) непосредственное хонтжтировэние твердой н хилхои ъх в аппарате, наз. экстрактором; 3) разделение си«тею. твердая фаза — р-р (отстаивание, фильтрование, центриф»-:нрование). Прем. экстрвгенты должны облапать высокой избнр«па=- пастью, легхо регенерироваться и быть сравнительно ле»голыми. Тжим требовангим отвечают вода, вганат, бентли бензол, СС)о, ацетон, р-ры к-т, щелочей и солей. На скорость и механизм Э.
существенно влияет структур= твердых пористых тел, особенности строения к-рых опрезслаются их природой и технол, обработкой на стадиях. грел- шествующих Э. Тжие тела мо»уг обладать изатропнон»ьти анизотропией струк»урой. Из о троп н ма тела име»с-. одинжовае строение во всех направлениях. Этому татоюаг отвечают тела, сосгвпцие из весьма малых сцементированных между собой частиц, а тжже тела животного или расти.. происхождения, обладающие клеточным строением.
При шмельченин изотропных тел возможно появление энизотрапии Для а н и з о т р о п н ы х т е л может наблюдаться регула рн. я анизатропиа. Так, в случае растит. обьехтов, имеющих систему юшилпяров, направление вдоль капилляра предпочти. тельно дла диффузионного переноса в сравнении с направл«- пнем, перпендикулврным к капилляру. При нерегулярнон анизотропии тело можно рассматривать кж совокупность емкостей, отделенных одна от другой непроницаемыми перегородками.
Особенно неблюопризтно лля Э. существование замкнутых областей, изолирующих заключенную в них жидкость от жсграгента В соопатс»нии со вторым началом тсрмодинамюги при юаимсц. тве(юой и жидкой фаз их сост«анне изменветса в направлении достюкения рншовесия, х-рос хвржтеризуется рав«не»- вам хим. потенциалов извпекшмого в-ва в обьеме твердою тела и в осн. массе жс»регента При изнгеченни растворенною в-вз это равносильно равенству его концентраций в обеих фазах. условие нарушаетаг, если целевой компонент апсорбируег«я твердой фазой, тоню равновесие определяетав изотермой алсорбции (см.
Адсорд»9»я). При извлечении твердого в-ва равновесие обусловлено р-римосгью полевого компонента, нахадвшеплж в хонтжте с эхсграгснтом; при полном извлечении твердого компонента его концентрации в осн. массе р-ра и в пористом обьеме выравниваются. Кинетичеаки Э. подчиняется мвконам массообмена, конвектнвной и мол, диффузии (см. Диффузия), а также зжонам переноса извлехаемого в-ва из твердой фазы в лашкую (см. Переноса лраиессм).
Движущая сила переноса целевого компонента — рюность его хим. потенциалов в фвзах. На пржтике для упрощения связи между скоростью процесса и составом материальных потоков дюакущую силу Э. выражают через переменный во времени градиент концентраций извлекаемого в-ва в фазах. Массеебмен прн извлечении раствереннеге вещества. Концентрационное поле в обьеме сферич. парисюй частицы радиусом и (наиб. распространенный сл)чай) с изотропной структурой м.б. описано дифференц. ур-пнем диффузии в сферич.
координатах; анаг 1)(а'сга ')+(21г)(ас!аг), (1) где с — концентрация в-ва, растворенного в пористом объеме твердого тела (целевого компонента); г — времш х) — коэф. диффузии в-ва в порах чжтнцы1 г — радиальная координата (О < г < )«). Диффундирующий из глубины пористого тела целевой компонент достигает его границ и переходит в жстрэгент. Этот процесс вырезается ур-нием: -19(а«гав) Л-К(с„,— с,), (2) где К вЂ” хоэф.
массоотдачи; с, и с, — соотв. концентрацив в-ва на пов-сги частицы и текущая концентрация в-ва в объеме экстрагента. Вводя безразмерные параметры»9 = РЖ и В» = ХКП), преобразуем ур-ние (2) к виду: (а«гав> »=нцс — с,). (З) ептрв- впыя ор згеат 5 и Цсо — с ) = иг(с„— сс), (5) а(4/3 ММ) ./'ас'! аг (а ),' (т) Из ур-ния (3) становится ясным физ, смысл параысгра Вс (диффузионное число Био; см. Подобия иесрпд). При Вс — о параметр с л-ос,, т, е. хонцентрациа в-ва на пов-сги частицы равна его концентрации в р-ре. Такие условна отвечают внугридиффузионному режиму (мол. диффузии), прн к-ром экстракц. процесс протекает наиб. интенсивно.
При Всж! производнав ос/д2р мала и с = сапа(; соответствуюш/зй режим, наз. внсшнедиффузионным (хонвекпсвназ диффузия), досгигаетсв увеличением скорости обтекания твердых частиц жидкостью. Подбирая определенные условия, для обеспечение бикс. интенсивности Э, можно перевести внешнедиффузионный режим во внугридиффузионный. Систему ур-ний (1) и (2) необходимо решать совместно с ур-пнем материальнопз баланса, устанавливающим зависимость между с и с,. Эта зависимость определяется схемой взаимод, фаз при Э. (прямоток, противаток). Для прямоточного процесса: !/(со-с ) Иг(сс — с ), (4) где Ъ' и й/ — соотв.
обьем всех пор твеудого тела, содержащих р-р, и экстрагента, поступающего в единицу времени в экстрактор; со — начальная концеитрвция целевого компонента в порах; с, — начальная концентрация целевого компонента в эхстрагенте; с — осрсдненная (х моменту времени с) концентрация целевого компонента в пористом обьеме.
Последняя составляет: 1 д с = — ) с4пгтбг. 423ВД о Для пративогочного процесса: ще с„— конечнаа концешрация целевого компонента в экстрагенте на выходе из экстржтора Система ур-ний (4) и (5) имеет решение: со — с б 2 — = — -Х ..., ° ", (б) со — сп ((о(3), с (ЗВ- вт/Вс) — роз(! — Впс) овб сде т = Пг/йт; (3 = (2/Вг( г = // (/ — длина аппарата, о — схорость пеРемещенив твеРдой фазы); )сз — коРни хаужтеРисгич. ур-НИВ С(В )С«о д 2 + (3(3/32- р/ВС)-'1 С,„= С, Прн (3 > О (Пряиаток) не =с„при (3жО (противоток). Массеебмен при извлечении твердого вещества.
Возможны разл. варианты распрсделенив твердого целевого компонента по объему частицы; во мн. случаях наблюдается равномерное распределение. Вследствие растворения в-ва и диффузии его за пределы частицы область, содержащав твердый целевой компонент, при Э. систематически сокращается. Процесс описывается ур-нием (1) при краевых условиях: с) л = с, и с(, „= с„где г, — радиус сферы, в х-рой целевой компонент сохраняется в твердом виде; с, — концентрация насыщения р-ра целевым компонентом.
Вместо решения задачи с подвижной границей раздела фаз можно использовать также приближенное ур-ние: где М вЂ” ыасса твердого целевого компонента в обьеме частицы. Рассматривая медленный процесс извлечения твердого в-ва дж квазистационарный, т.е. тжой, при х-ром в каждый момент времени «успевает» установитиж стационарное распределение концентраций в анде ((с, — с)/(с« — с;)) = = [(1 — го/г)/(1 — го//1)), находят: 1/б — Чзе /2 о Ео о/3 = ((с, — сс)2М)(/Усгйз), (8) где 42о= го/й. Из ур-ния (8) определяют время й извлечения всего в-ва из частицы радиусом уй 1/б(З/2( 1(дз/О (9) 821 ЗКСТРАГИРОВАНИЕ 41 5 Более общую задачу непрерьиного Э. (првмоток, противоток) решают, использ)я ур-ния материального баланса (4) и (5).
Аппаратурное ефориаение процесса По взаимному направлению движения твердой фазы и эхсграгента эгстржторы подразделяют на прямоточные и протнваточные, по режиму работы — на аппараты периодического, полунепрерывного и непрерывного дейсгвиа, Экстракторы периодического и полунепрерывного действия. Наиб. распространены камерные аппараты (режгоры) с мед., пневматич, или пневмомех. перемешиванием, а также т. наз.
настойные чаны с неподвижным слоем твердых частиц с циркуляцией (перколяторы) и без цнрхулвции эксгрэсента. Аппарати для Э. в плотном слое обычно располагаются вертикально и цниат комбинир, форму: в оси. части цилиндрическ)ю, с одного или обоих концов — форму усеченного конуса (рис. 1, о). На решетку сверху загружается слой твердого материала, через к-рый сверху вниз протсхжт экстрасеит; для выгрузки твердого остатка служит откидное днище. Рпо. 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
