Στη μηχανική και τη χημική τεχνολογία, συναντάται συχνότερα η απορρόφηση (απορρόφηση, διάλυση) αερίων από υγρά. Αλλά οι διαδικασίες απορρόφησης αερίων και υγρών από κρυσταλλικά και άμορφα σώματα είναι επίσης γνωστές (για παράδειγμα, η απορρόφηση υδρογόνου από μέταλλα, η απορρόφηση υγρών και αερίων χαμηλού μοριακού βάρους από ζεόλιθους, η απορρόφηση προϊόντων πετρελαίου από προϊόντα καουτσούκ κ.λπ. .).
Συχνά κατά τη διάρκεια της διαδικασίας απορρόφησης δεν υπάρχει μόνο αύξηση της μάζας του απορροφητικού υλικού, αλλά και σημαντική αύξηση του όγκου του (πρήξιμο), καθώς και αλλαγή στα φυσικά χαρακτηριστικά του - μέχρι την κατάσταση συσσωμάτωσης.
Στην πράξη, η απορρόφηση χρησιμοποιείται συχνότερα για τον διαχωρισμό μειγμάτων που αποτελούνται από ουσίες που έχουν διαφορετικές ικανότητες να απορροφώνται από κατάλληλα απορροφητικά. Στην περίπτωση αυτή, τα προϊόντα-στόχοι μπορούν να είναι τόσο απορροφούμενα όσο και μη απορροφούμενα συστατικά των μειγμάτων.
Τυπικά, στην περίπτωση φυσικής απορρόφησης, οι απορροφούμενες ουσίες μπορούν να εκχυλιστούν εκ νέου από το απορροφητικό με θέρμανση, αραίωση με ένα μη απορροφητικό υγρό ή άλλο κατάλληλο μέσο. Μερικές φορές είναι επίσης δυνατή η αναγέννηση των χημικά απορροφημένων ουσιών. Μπορεί να βασίζεται σε χημική ή θερμική αποσύνθεση των προϊόντων χημικής απορρόφησης, απελευθερώνοντας όλες ή μερικές από τις απορροφούμενες ουσίες. Αλλά σε πολλές περιπτώσεις, η αναγέννηση χημικά απορροφημένων ουσιών και χημικών απορροφητικών είναι αδύνατη ή τεχνολογικά/οικονομικά αδύνατη.
Τα φαινόμενα απορρόφησης είναι ευρέως διαδεδομένα όχι μόνο στη βιομηχανία, αλλά και στη φύση (για παράδειγμα, διόγκωση των σπόρων), καθώς και στην καθημερινή ζωή. Ταυτόχρονα, μπορούν να αποφέρουν οφέλη και βλάβες (για παράδειγμα, η φυσική απορρόφηση της ατμοσφαιρικής υγρασίας οδηγεί σε διόγκωση και επακόλουθη αποκόλληση ξύλινων προϊόντων, η χημική απορρόφηση οξυγόνου από καουτσούκ οδηγεί σε απώλεια ελαστικότητας και ρωγμές).
Είναι απαραίτητο να διακρίνουμε την απορρόφηση (απορρόφηση σε όγκο) από την προσρόφηση (απορρόφηση στο επιφανειακό στρώμα). Λόγω της ομοιότητας της ορθογραφίας και της προφοράς, καθώς και της ομοιότητας των εννοιών που ορίζονται, αυτοί οι όροι συχνά συγχέονται.
Τύποι απορρόφησης
Γίνεται διάκριση μεταξύ φυσικής απορρόφησης και χημικής απορρόφησης.
Κατά τη φυσική απορρόφηση, η διαδικασία απορρόφησης δεν συνοδεύεται από χημική αντίδραση.
Κατά τη χημειορόφηση, το απορροφούμενο συστατικό εισέρχεται σε χημική αντίδραση με την απορροφητική ουσία.
Απορρόφηση αερίων
Οποιοδήποτε πυκνό σώμα συμπυκνώνει αρκετά σημαντικά τα σωματίδια της αέριας ουσίας που το περιβάλλουν ακριβώς δίπλα στην επιφάνειά του. Εάν ένα τέτοιο σώμα είναι πορώδες, όπως ο άνθρακας ή η σπογγώδης πλατίνα, τότε αυτή η συμπύκνωση αερίων λαμβάνει χώρα σε ολόκληρη την εσωτερική επιφάνεια των πόρων του, και κατά συνέπεια, σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό. Εδώ είναι ένα σαφές παράδειγμα αυτού: αν πάρουμε ένα κομμάτι φρέσκου πυρωμένου ξυλάνθρακα, το ρίξουμε σε ένα μπουκάλι που περιέχει διοξείδιο του άνθρακα ή άλλο αέριο και κλείνοντάς το αμέσως με το δάχτυλό μας, το κατεβάσουμε με την τρύπα προς τα κάτω σε ένα λουτρό υδραργύρου. θα δει σύντομα τι ανεβαίνει και μπαίνει στο μπουκάλι? Αυτό αποδεικνύει άμεσα ότι ο άνθρακας έχει απορροφήσει διοξείδιο του άνθρακα ή διαφορετικά έχει συμβεί συμπίεση και απορρόφηση αερίου.
Οποιαδήποτε συμπίεση παράγει θερμότητα. Επομένως, εάν ο άνθρακας αλεσθεί σε σκόνη, η οποία, για παράδειγμα, χρησιμοποιείται στην παρασκευή πυρίτιδας, και αφεθεί σε ένα σωρό, τότε λόγω της απορρόφησης του αέρα που συμβαίνει εδώ, η μάζα θερμαίνεται τόσο πολύ που αυτο- μπορεί να συμβεί ανάφλεξη. Η συσκευή του καυστήρα πλατίνας Döbereiner βασίζεται σε αυτή τη θέρμανση που εξαρτάται από την απορρόφηση. Ένα κομμάτι σπογγώδους πλατίνας που βρίσκεται εκεί συμπιέζει το οξυγόνο του αέρα και το ρεύμα του υδρογόνου που κατευθύνεται προς αυτόν τόσο έντονα που αρχίζει σταδιακά να λάμπει και τελικά αναφλέγει το υδρογόνο. Ουσίες που απορροφούν - απορροφούν υδρατμούς από τον αέρα, τους συμπυκνώνουν από μόνες τους σχηματίζοντας νερό και από αυτό υγραίνονται, όπως ακάθαρτο επιτραπέζιο αλάτι, ποτάσα, χλωριούχο ασβέστιο κ.λπ. Τέτοια σώματα ονομάζονται υγροσκοπικά.
Η απορρόφηση αερίων από πορώδη σώματα παρατηρήθηκε για πρώτη φορά και μελετήθηκε σχεδόν ταυτόχρονα από τους Fontan και Scheele το 1777, και στη συνέχεια μελετήθηκε από πολλούς φυσικούς, ιδιαίτερα τον Saussure το 1813. Ο τελευταίος, ως οι πιο άπληστοι απορροφητές, επισημαίνει το κάρβουνο οξιάς και την ελαφρόπετρα (Meerschaum). Ένας όγκος τέτοιου άνθρακα σε ατμοσφαιρική πίεση 724 χιλιοστά. απορρόφησε 90 όγκους αμμωνίας, 85 - υδροχλώριο, 25 - διοξείδιο του άνθρακα, 9,42 - οξυγόνο. Η ελαφρόπετρα, με την ίδια σύγκριση, είχε ελαφρώς μικρότερη απορροφητική ικανότητα, αλλά σε κάθε περίπτωση είναι και ένα από τα καλύτερα απορροφητικά.
Όσο πιο εύκολα ένα αέριο συμπυκνώνεται σε υγρό, τόσο περισσότερο απορροφάται. Σε χαμηλή εξωτερική πίεση και όταν θερμαίνεται, η ποσότητα του απορροφούμενου αερίου μειώνεται. Όσο μικρότεροι είναι οι πόροι του απορροφητή, δηλαδή όσο πιο πυκνός είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι γενικά η ικανότητα απορρόφησής του. Ωστόσο, πολύ μικροί πόροι, όπως ο γραφίτης, δεν ευνοούν την απορρόφηση. Ο οργανικός άνθρακας απορροφά όχι μόνο αέρια, αλλά και μικρά στερεά και υγρά σώματα, και επομένως χρησιμοποιείται για τον αποχρωματισμό της ζάχαρης, τον καθαρισμό του αλκοόλ κ.λπ. Λόγω της απορρόφησης, κάθε πυκνό σώμα περιβάλλεται από ένα στρώμα συμπιεσμένων ατμών και αερίων. Αυτός ο λόγος, σύμφωνα με τον Weidel, μπορεί να χρησιμεύσει για να εξηγήσει το περίεργο φαινόμενο των λεγόμενων μοτίβων ιδρώτα που ανακάλυψε ο Moser το 1842, δηλαδή εκείνων που αποκτήθηκαν με την αναπνοή σε γυαλί. Δηλαδή, εάν εφαρμόσετε ένα κλισέ ή κάποιο είδος ανάγλυφου σχεδίου σε ένα γυαλισμένο γυάλινο αεροπλάνο, τότε, αφαιρώντας το, αναπνεύστε σε αυτό το μέρος, τότε θα έχετε μια αρκετά ακριβή εικόνα του σχεδίου στο γυαλί. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι όταν το κλισέ βρίσκεται στο γυαλί, τα αέρια κοντά στην επιφάνεια του γυαλιού κατανέμονται άνισα, ανάλογα με το σχέδιο ανακούφισης που εφαρμόζεται στο κλισέ, και επομένως οι υδρατμοί, όταν αναπνέουν σε αυτό το μέρος, είναι επίσης διανέμεται με αυτή τη σειρά, και αφού κρυώσει και καθιζάνει, και αναπαράγετε αυτό το σχέδιο. Αλλά αν προθερμάνετε γυαλί ή ένα κλισέ και έτσι διασκορπίσετε το στρώμα αερίων που συμπιέζονται κοντά τους, τότε δεν μπορούν να ληφθούν τέτοια σχέδια ιδρώτα.
Σύμφωνα με το νόμο του Dalton, από ένα μείγμα αερίων, κάθε αέριο διαλύεται σε ένα υγρό ανάλογα με τη μερική του πίεση, ανεξάρτητα από την παρουσία άλλων αερίων. Ο βαθμός διάλυσης των αερίων σε ένα υγρό προσδιορίζεται από έναν συντελεστή που δείχνει πόσοι όγκοι αερίου απορροφώνται σε έναν όγκο υγρού σε θερμοκρασία αερίου 0° και πίεση 760 mm. Οι συντελεστές απορρόφησης για αέρια και νερό υπολογίζονται χρησιμοποιώντας τον τύπο α = ΕΝΑ + ΣΕ t+ ντο t², όπου α είναι ο απαιτούμενος συντελεστής, t είναι η θερμοκρασία του αερίου, ΕΝΑ , ΣΕ Και ΜΕ - σταθεροί συντελεστές που καθορίζονται για κάθε μεμονωμένο αέριο. Σύμφωνα με την έρευνα του Bunsen, οι συντελεστές των πιο σημαντικών αερίων είναι οι εξής:
Εκτός από τα στερεά, μπορούν να απορροφηθούν και υγρά, ειδικά αν αναμειχθούν μαζί σε ένα δοχείο. 1 όγκος δοχείου νερού στους 15 °C και 744 χιλ. πίεση για να διαλυθεί από μόνη της, απορροφά το 1/50 του όγκου του ατμοσφαιρικού αέρα, 1 όγκο διοξειδίου του άνθρακα, 43 όγκους διοξειδίου του θείου και 727 όγκους αμμωνίας. Ο όγκος του αερίου που στους 0 °C και 760 χιλ. Η βαρομετρική πίεση που απορροφάται από μια μονάδα όγκου υγρού ονομάζεται συντελεστής απορρόφησης αερίου για αυτό το υγρό. Αυτός ο συντελεστής είναι διαφορετικός για διαφορετικά αέρια και διαφορετικά υγρά. Όσο μεγαλύτερη είναι η εξωτερική πίεση και όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο περισσότερο αέριο διαλύεται στο υγρό, τόσο μεγαλύτερος είναι ο συντελεστής απορρόφησης. Τα στερεά και τα υγρά απορροφούν διαφορετικές ποσότητες αερίων σε μια δεδομένη στιγμή, και επομένως είναι δυνατός ο υπολογισμός της ποσότητας αερίου που απορροφάται για κάθε μεμονωμένο υγρό. Η μελέτη της απορρόφησης αερίων από τα υγρά ξεκίνησε από τον Henri () και στη συνέχεια προχώρησε περαιτέρω από τους Saussure () και W. Bunsen (“Gasometrische Methoden”, Braunschweig, 2nd ed.). - Ο λόγος της απορρόφησης είναι η αμοιβαία έλξη των μορίων του απορροφητικού και του απορροφούμενου σώματος.
δείτε επίσης
Γράψτε μια αξιολόγηση για το άρθρο "Απορρόφηση"
Συνδέσεις
Απορρόφηση χρησιμοποιώντας ένα παράδειγμα στον ιστότοπο Mountain Encyclopedia.
Σημειώσεις
Απόσπασμα που περιγράφει την Απορρόφηση
Ο Pierre δεν είχε αυτή την πρακτική επιμονή που θα του έδινε την ευκαιρία να ασχοληθεί άμεσα με τις επιχειρήσεις, και ως εκ τούτου δεν του άρεσε και προσπάθησε μόνο να προσποιηθεί στον διευθυντή ότι ήταν απασχολημένος με τις επιχειρήσεις. Ο διευθυντής προσπάθησε να προσποιηθεί ότι θεωρούσε αυτές τις δραστηριότητες πολύ χρήσιμες για τον ιδιοκτήτη και ντροπαλό για τον εαυτό του.Υπήρχαν γνωστοί στη μεγάλη πόλη. άγνωστοι έσπευσαν να γνωριστούν και υποδέχτηκαν εγκάρδια τον νεοαφιχθέντα πλούσιο, τον μεγαλύτερο ιδιοκτήτη της επαρχίας. Οι πειρασμοί σχετικά με την κύρια αδυναμία του Pierre, αυτή που παραδέχτηκε κατά την υποδοχή του στο Lodge, ήταν επίσης τόσο ισχυροί που ο Pierre δεν μπορούσε να αποφύγει. Και πάλι, ολόκληρες μέρες, εβδομάδες, μήνες της ζωής του Πιέρ περνούσαν το ίδιο ανήσυχα και πολυάσχολα ανάμεσα στα βράδια, τα δείπνα, τα πρωινά, τις μπάλες, χωρίς να του δίνουν χρόνο να συνέλθει, όπως στην Αγία Πετρούπολη. Αντί για τη νέα ζωή που ήλπιζε να κάνει ο Πιερ, έζησε την ίδια παλιά ζωή, μόνο σε διαφορετικό περιβάλλον.
Από τους τρεις σκοπούς του Τεκτονισμού, ο Πιερ γνώριζε ότι δεν εκπλήρωνε εκείνον που καθόριζε κάθε Ελευθεροτέκτονα να είναι πρότυπο ηθικής ζωής, και από τις επτά αρετές, του έλειπαν εντελώς δύο: η καλή ηθική και η αγάπη για το θάνατο. Παρηγορούσε τον εαυτό του με το γεγονός ότι εκπλήρωνε έναν άλλο σκοπό - τη διόρθωση του ανθρώπινου γένους και είχε άλλες αρετές, αγάπη για τον πλησίον και κυρίως γενναιοδωρία.
Την άνοιξη του 1807, ο Πιερ αποφάσισε να επιστρέψει στην Αγία Πετρούπολη. Στο δρόμο της επιστροφής, σκόπευε να περιηγηθεί σε όλα τα κτήματά του και να εξακριβώσει προσωπικά τι έγινε από ό,τι τους είχε οριστεί και σε ποια κατάσταση βρίσκονταν τώρα οι άνθρωποι, που του είχε εμπιστευθεί ο Θεός και την οποία επιδίωκε να ωφεληθεί.
Ο επικεφαλής διευθυντής, που θεωρούσε όλες τις ιδέες του νέου μετράει σχεδόν τρέλα, μειονέκτημα για τον εαυτό του, για τον ίδιο, για τους αγρότες, έκανε παραχωρήσεις. Συνεχίζοντας να κάνει το έργο της απελευθέρωσης να φαίνεται αδύνατο, διέταξε την κατασκευή μεγάλων σχολικών κτιρίων, νοσοκομείων και καταφυγίων σε όλα τα κτήματα. Για την άφιξη του πλοιάρχου, ετοίμαζε παντού συναντήσεις, όχι πομπώδεις επίσημες, που, όπως ήξερε, δεν θα ήθελε στον Πιέρ, αλλά ακριβώς το είδος της θρησκευτικής ευχαριστίας, με εικόνες και ψωμί και αλάτι, ακριβώς όπως κατάλαβε ο κύριος. , θα πρέπει να έχει επίδραση στην καταμέτρηση και να τον εξαπατήσει.
Η νότια άνοιξη, το ήρεμο, γρήγορο ταξίδι με τη βιεννέζικη άμαξα και η μοναξιά του δρόμου είχαν χαρμόσυνη επίδραση στον Πιέρ. Υπήρχαν κτήματα που δεν είχε επισκεφτεί ακόμα - το ένα πιο γραφικό από το άλλο. Οι άνθρωποι παντού έμοιαζαν ευημερούν και συγκινητικά ευγνώμονες για τα οφέλη που τους έγιναν. Παντού γίνονταν συναντήσεις που, αν και έφεραν σε αμηχανία τον Πιέρ, βαθιά μέσα στην ψυχή του προκαλούσαν ένα χαρούμενο συναίσθημα. Σε ένα μέρος, οι αγρότες του πρόσφεραν ψωμί και αλάτι και μια εικόνα του Πέτρου και του Παύλου και ζήτησαν άδεια προς τιμήν του αγγέλου του Πέτρου και Παύλου, ως ένδειξη αγάπης και ευγνωμοσύνης για τις καλές πράξεις που είχε κάνει, να στήσει ένα νέο παρεκκλήσι στην εκκλησία με δικά τους έξοδα. Αλλού τον συνάντησαν γυναίκες με βρέφη, ευχαριστώντας τον που τον έσωσε από τη σκληρή δουλειά. Στο τρίτο κτήμα τον συνάντησε ένας ιερέας με σταυρό, περιτριγυρισμένος από παιδιά, τα οποία, με τη χάρη του κόμη, δίδαξε γραμματεία και θρησκευτικά. Σε όλα τα κτήματα, ο Πιερ είδε με τα μάτια του, σύμφωνα με το ίδιο σχέδιο, τα πέτρινα κτίρια νοσοκομείων, σχολείων και ελεημοσύνης που επρόκειτο να ανοίξουν σύντομα. Ο Πιερ είδε παντού αναφορές από διευθυντές σχετικά με την εργασία με κορβέ, μειωμένες σε σύγκριση με την προηγούμενη, και άκουσε συγκινητικές ευχαριστίες για αυτό από αντιπροσώπους αγροτών με μπλε καφτάνια.
Ο Πιέρ απλά δεν ήξερε ότι εκεί που του έφερναν ψωμί και αλάτι και έχτισαν το παρεκκλήσι του Πέτρου και του Παύλου, υπήρχε ένα εμπορικό χωριό και ένα πανηγύρι την ημέρα του Πέτρου, ότι το παρεκκλήσι είχε ήδη χτιστεί εδώ και πολύ καιρό από τους πλούσιους αγρότες. του χωριού, όσοι ήρθαν σε αυτόν, και ότι τα εννιά δέκατα Οι χωρικοί αυτού του χωριού ήταν στη μεγαλύτερη καταστροφή. Δεν ήξερε ότι λόγω του γεγονότος ότι, κατόπιν εντολής του, σταμάτησαν να στέλνουν παιδιά γυναικών με βρέφη για τοκετό, τα ίδια αυτά παιδιά έκαναν την πιο δύσκολη δουλειά στο μισό τους. Δεν ήξερε ότι ο ιερέας που τον συνάντησε με το σταυρό φόρτωνε τους αγρότες με τους εκβιασμούς του και ότι οι μαθητές που του είχαν συγκεντρωθεί με δάκρυα του έδιναν και εξαγοράστηκαν από τους γονείς τους για πολλά χρήματα. Δεν ήξερε ότι τα πέτρινα κτίρια, σύμφωνα με το σχέδιο, χτίστηκαν από τους δικούς τους εργάτες και αύξησαν τον κορμό των αγροτών, μειωμένη μόνο στα χαρτιά. Δεν ήξερε ότι εκεί που ο διευθυντής του υπέδειξε στο βιβλίο ότι το τέρμα μειώθηκε κατά το ένα τρίτο κατά τη θέλησή του, ο φόρος εισόδου προστέθηκε στο μισό. Και γι' αυτό ο Πιερ χάρηκε με το ταξίδι του στα κτήματα και επέστρεψε πλήρως στη φιλανθρωπική διάθεση με την οποία άφησε την Αγία Πετρούπολη και έγραψε ενθουσιώδεις επιστολές στον μέντορά του αδελφό του, όπως αποκαλούσε τον μεγάλο δάσκαλο.
«Τι εύκολο, πόσο λίγη προσπάθεια χρειάζεται για να κάνουμε τόσο καλό, σκέφτηκε ο Πιερ, και πόσο λίγο μας ενδιαφέρει αυτό!»
Χάρηκε με την ευγνωμοσύνη που του έδειχνε, αλλά ντρεπόταν να τη δεχτεί. Αυτή η ευγνωμοσύνη του θύμισε πόσα περισσότερα θα μπορούσε να είχε κάνει για αυτούς τους απλούς, ευγενικούς ανθρώπους.
Ο επικεφαλής μάνατζερ, ένας πολύ ηλίθιος και πονηρός άνθρωπος, καταλαβαίνοντας απόλυτα την έξυπνη και αφελή καταμέτρηση, και παίζοντας μαζί του σαν παιχνίδι, βλέποντας το αποτέλεσμα που παρήγαγαν στον Πιέρ οι προετοιμασμένες τεχνικές, στράφηκε πιο αποφασιστικά σε αυτόν με επιχειρήματα για το αδύνατο και το πιο σημαντικό, το περιττό της απελευθέρωσης των αγροτών, που, ακόμη και χωρίς Αυτοί ήταν εντελώς ευτυχισμένοι.
Ο Pierre συμφώνησε κρυφά με τον διευθυντή ότι ήταν δύσκολο να φανταστεί κανείς πιο ευτυχισμένους ανθρώπους και ότι ο Θεός ξέρει τι τους περίμενε στην άγρια φύση. αλλά ο Πιερ, αν και διστακτικά, επέμενε σε αυτό που θεωρούσε δίκαιο. Ο μάνατζερ υποσχέθηκε να χρησιμοποιήσει όλες του τις δυνάμεις για να εκτελέσει τη θέληση της καταμέτρησης, κατανοώντας ξεκάθαρα ότι ο κόμης δεν θα μπορούσε ποτέ να τον εμπιστευτεί, όχι μόνο για το αν είχαν ληφθεί όλα τα μέτρα για την πώληση δασών και κτημάτων, για εξαγορά από το Συμβούλιο , αλλά και πιθανότατα δεν θα ρωτούσε ούτε θα μάθει ποτέ πώς τα κτισμένα κτίρια μένουν άδεια και οι αγρότες συνεχίζουν να δίνουν με δουλειά και χρήματα ό,τι δίνουν από τους άλλους, δηλαδή ό,τι μπορούν να δώσουν.
Στην πιο ευτυχισμένη ψυχική κατάσταση, επιστρέφοντας από το νότιο ταξίδι του, ο Πιερ εκπλήρωσε τη μακρόχρονη πρόθεσή του να καλέσει τον φίλο του Μπολκόνσκι, τον οποίο δεν είχε δει για δύο χρόνια.
Το Bogucharovo βρισκόταν σε μια άσχημη, επίπεδη περιοχή, καλυμμένη με χωράφια και κομμένα και άκοπα δάση ελάτης και σημύδας. Η αυλή του αρχοντικού βρισκόταν στο τέλος μιας ευθείας γραμμής, κατά μήκος του κεντρικού δρόμου του χωριού, πίσω από μια πρόσφατα σκαμμένη, γεμάτη λιμνούλα, με τις όχθες να μην είναι ακόμη κατάφυτες από γρασίδι, στη μέση ενός νεαρού δάσους, ανάμεσα στο οποίο στέκονταν πολλά μεγάλα πεύκα.
Η αυλή του αρχοντικού αποτελούνταν από αλώνι, βοηθητικά κτίρια, στάβλους, λουτρό, βοηθητικό κτίσμα και ένα μεγάλο πέτρινο σπίτι με ημικυκλικό αέτωμα, το οποίο ήταν ακόμη υπό κατασκευή. Ένας νεαρός κήπος φυτεύτηκε γύρω από το σπίτι. Οι φράχτες και οι πύλες ήταν ισχυρές και νέες. Κάτω από το κουβούκλιο στέκονταν δύο πυροσωλήνες και ένα βαρέλι βαμμένο πράσινο. οι δρόμοι ήταν ίσιοι, οι γέφυρες γερές με κάγκελα. Όλα έφεραν το αποτύπωμα της τακτοποίησης και της οικονομίας. Οι υπηρέτες που συναντήθηκαν, όταν ρώτησαν πού έμενε ο πρίγκιπας, έδειξαν ένα μικρό, νέο κτίριο που στεκόταν στην άκρη της λίμνης. Ο γέρος θείος του πρίγκιπα Αντρέι, ο Άντον, έριξε τον Πιέρ από την άμαξα, είπε ότι ο πρίγκιπας ήταν στο σπίτι και τον οδήγησε σε έναν καθαρό, μικρό διάδρομο.
Ο Πιερ εντυπωσιάστηκε από τη σεμνότητα του μικρού, αν και καθαρού, σπιτιού μετά τις λαμπρές συνθήκες στις οποίες είδε για τελευταία φορά τον φίλο του στην Αγία Πετρούπολη. Μπήκε βιαστικά στο ακόμη μυρισμένο πεύκο, ασοβάτιστο, μικρό χολ και ήθελε να προχωρήσει, αλλά ο Άντον σήκωσε τις μύτες των ποδιών και χτύπησε την πόρτα.
- Λοιπόν, τι είναι εκεί; – ακούστηκε μια κοφτερή, δυσάρεστη φωνή.
«Επισκέπτης», απάντησε ο Άντον.
«Ζητήστε μου να περιμένω», και άκουσα μια καρέκλα να σπρώχνεται προς τα πίσω. Ο Πιέρ προχώρησε γρήγορα προς την πόρτα και ήρθε πρόσωπο με πρόσωπο με τον πρίγκιπα Αντρέι, που έβγαινε κοντά του, συνοφρυωμένος και γερασμένος. Ο Πιέρ τον αγκάλιασε και, σηκώνοντας τα γυαλιά του, τον φίλησε στα μάγουλα και τον κοίταξε από κοντά.
«Δεν το περίμενα, είμαι πολύ χαρούμενος», είπε ο πρίγκιπας Αντρέι. Ο Πιερ δεν είπε τίποτα. Κοίταξε τον φίλο του έκπληκτος, χωρίς να βγάλει τα μάτια του. Ήταν εντυπωσιασμένος από την αλλαγή που είχε γίνει στον Πρίγκιπα Αντρέι. Τα λόγια ήταν στοργικά, ένα χαμόγελο ήταν στα χείλη και το πρόσωπο του πρίγκιπα Αντρέι, αλλά το βλέμμα του ήταν θαμπό, νεκρό, στο οποίο, παρά την προφανή επιθυμία του, ο πρίγκιπας Αντρέι δεν μπορούσε να δώσει μια χαρούμενη και χαρούμενη λάμψη. Δεν είναι ότι ο φίλος του έχει χάσει βάρος, έχει χλωμή και ωριμάσει. αλλά αυτό το βλέμμα και η ρυτίδα στο μέτωπό του, που εκφράζει τη μακρά συγκέντρωση σε ένα πράγμα, κατέπληξε και αποξένεψε τον Πιερ μέχρι που τα συνήθισε.
Όταν συναντιέστε μετά από έναν μακρύ χωρισμό, όπως συμβαίνει πάντα, η συζήτηση δεν μπορούσε να σταματήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα. ρώτησαν και απάντησαν σύντομα για πράγματα που οι ίδιοι ήξεραν ότι έπρεπε να συζητηθούν εκτενώς. Τέλος, η συζήτηση άρχισε σταδιακά να εστιάζει σε όσα είχαν προηγουμένως ειπωθεί αποσπασματικά, σε ερωτήσεις για την προηγούμενη ζωή του, για σχέδια για το μέλλον, για τα ταξίδια του Pierre, για τις δραστηριότητές του, για τον πόλεμο, κλπ. Αυτή η συγκέντρωση και η κατάθλιψη που παρατήρησε ο Pierre στο βλέμμα του πρίγκιπα Αντρέι τώρα εκφράστηκε ακόμη πιο έντονα στο χαμόγελο με το οποίο άκουγε τον Πιέρ, ειδικά όταν ο Πιέρ μιλούσε με ζωηρή χαρά για το παρελθόν ή το μέλλον. Ήταν σαν ο πρίγκιπας Αντρέι να ήθελε, αλλά δεν μπορούσε, να συμμετάσχει σε αυτά που είπε. Ο Πιέρ άρχισε να αισθάνεται ότι ο ενθουσιασμός, τα όνειρα, οι ελπίδες για ευτυχία και καλοσύνη μπροστά στον Πρίγκιπα Αντρέι δεν ήταν σωστό. Ντρεπόταν να εκφράσει όλες τις νέες, μασονικές σκέψεις του, ιδιαίτερα αυτές που ανανεώθηκαν και ενθουσιάστηκαν μέσα του από το τελευταίο του ταξίδι. Συγκρατήθηκε, φοβόταν να είναι αφελής. Ταυτόχρονα, ήθελε ακαταμάχητα να δείξει γρήγορα στον φίλο του ότι ήταν πλέον ένας τελείως διαφορετικός, καλύτερος Πιερ από αυτόν που ήταν στην Αγία Πετρούπολη.
Θέμα 3.3. Απορρόφηση 12 ώρες, συμπ. εργαστήριο. δούλος. και πρακτικό απασχολημένος 6 ώρες
Ο μαθητής πρέπει:
ξέρω:
Φυσικά θεμέλια και θεωρία της διαδικασίας απορρόφησης (ισορροπία μεταξύ φάσεων, αρχές κατάρτισης ισοζυγίου θερμότητας υλικού, εξίσωση γραμμής λειτουργίας).
- διαδικασία για τον υπολογισμό ενός συσκευασμένου και με φυσαλίδες απορροφητή.
- ουσία και μέθοδοι εκρόφησης·
έχω την δυνατότητα να:
- διαμορφώστε την ισορροπία υλικού και θερμότητας.
- προσδιορίστε την κατανάλωση απορροφητή.
- Δημιουργία μιας γραμμής ισορροπίας και διαδικασίας εργασίας.
- προσδιορίστε τις κύριες συνολικές διαστάσεις των απορροφητών χρησιμοποιώντας βιβλία αναφοράς.
Σκοπός απορρόφησης. Απορρόφηση στον διαχωρισμό ομοιογενών μιγμάτων αερίων και καθαρισμός αερίων. Επιλογή απορροφητικού. Φυσική απορρόφηση και απορρόφηση που συνοδεύεται από χημική αλληλεπίδραση. Εκρόφηση.
Ισορροπία μεταξύ των φάσεων κατά την απορρόφηση. Η επίδραση της θερμοκρασίας και της πίεσης στη διαλυτότητα των αερίων στα υγρά. Ισορροπία υλικού διεργασίας και εξισώσεις γραμμής λειτουργίας για απορρόφηση και εκρόφηση. Απορροφητική κατανάλωση. Ισορροπία απορρόφησης θερμότητας. Απομάκρυνση θερμότητας κατά την απορρόφηση.
Απορρόφησηονομάζεται η διαδικασία της επιλεκτικής απορρόφησης συστατικών από μείγματα αερίων ή ατμών-αερίων από απορροφητές υγρών - απορροφητικά.
Η αρχή της απορρόφησης βασίζεται στη διαφορετική διαλυτότητα των συστατικών των μιγμάτων αερίου και ατμών-αερίου σε υγρά υπό τις ίδιες συνθήκες. Επομένως, η επιλογή των απορροφητικών πραγματοποιείται ανάλογα με τη διαλυτότητα των απορροφούμενων συστατικών σε αυτά, η οποία καθορίζεται από:
· Φυσικές και χημικές ιδιότητες αερίων και υγρών φάσεων.
· θερμοκρασία και πίεση της διαδικασίας.
Κατά την επιλογή ενός απορροφητικού, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη ιδιότητες όπως η επιλεκτικότητα σε σχέση με το απορροφούμενο συστατικό, η τοξικότητα, ο κίνδυνος πυρκαγιάς, το κόστος, η διαθεσιμότητα κ.λπ.
Γίνεται διάκριση μεταξύ φυσικής απορρόφησης και χημικής απορρόφησης (chemisorption). Κατά τη φυσική απορρόφηση, το απορροφούμενο συστατικό σχηματίζει μόνο φυσικούς δεσμούς με το απορροφητικό. Αυτή η διαδικασία είναι στις περισσότερες περιπτώσεις αναστρέψιμη. Ο διαχωρισμός του απορροφούμενου συστατικού από το διάλυμα - εκρόφηση - βασίζεται σε αυτή την ιδιότητα. Εάν το απορροφούμενο συστατικό αντιδράσει με το απορροφητικό και σχηματίσει μια χημική ένωση, η διαδικασία ονομάζεται χημειορόφηση.
Η διαδικασία απορρόφησης είναι συνήθως εξώθερμη, δηλαδή συνοδεύεται από απελευθέρωση θερμότητας.
Η απορρόφηση χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία για το διαχωρισμό αερίων υδρογονανθράκων σε διυλιστήρια πετρελαίου, την παραγωγή υδροχλωρικού και θειικού οξέος, αμμωνιακού νερού, τον καθαρισμό των εκπομπών αερίων από επιβλαβείς ακαθαρσίες, τον διαχωρισμό πολύτιμων συστατικών από αέρια πυρόλυσης ή πυρόλυση μεθανίου, από οπτάνθρακες αέρια φούρνου κ.λπ.
Η ισορροπία στις διαδικασίες απορρόφησης καθορίζεται από τον κανόνα φάσης Gibbs (B.4), ο οποίος είναι μια γενίκευση των συνθηκών ετερογενούς ισορροπίας:
C = K - F + 2.
Δεδομένου ότι η διαδικασία απορρόφησης πραγματοποιείται σε σύστημα δύο φάσεων (αέριο - υγρό) και τριών συστατικών (ένα κατανεμημένο και δύο στοιχεία διανομής), ο αριθμός των βαθμών ελευθερίας είναι τρεις.
Έτσι, η ισορροπία στο σύστημα αερίου (ατμού) - υγρού μπορεί να χαρακτηριστεί από τρεις παραμέτρους, για παράδειγμα, τη θερμοκρασία, την πίεση και τη σύνθεση μιας από τις φάσεις.
Η ισορροπία στο σύστημα αερίου-υγρού καθορίζεται από τον νόμο διαλυτότητας του Henry, σύμφωνα με τον οποίο, σε μια δεδομένη θερμοκρασία, το μοριακό κλάσμα του αερίου σε ένα διάλυμα (διαλυτότητα) είναι ανάλογο με τη μερική πίεση του αερίου πάνω από το διάλυμα:
όπου p είναι η μερική πίεση του αερίου πάνω από το διάλυμα. x – μοριακή συγκέντρωση αερίου στο διάλυμα. E – συντελεστής αναλογικότητας (συντελεστής Henry).
Ο νόμος του Henry εφαρμόζεται κυρίως σε ελαφρώς διαλυτά αέρια, καθώς και σε διαλύματα με χαμηλές συγκεντρώσεις εξαιρετικά διαλυτών αερίων απουσία χημικής αντίδρασης.
Ο συντελεστής Ε έχει διάσταση πίεσης που συμπίπτει με τη διάσταση p και εξαρτάται από τη φύση της διαλυόμενης ουσίας και τη θερμοκρασία. Έχει διαπιστωθεί ότι με την αύξηση της θερμοκρασίας η διαλυτότητα του αερίου στο υγρό μειώνεται. Όταν ένα μείγμα αερίων βρίσκεται σε ισορροπία με ένα υγρό, ο νόμος του Henry μπορεί να ακολουθηθεί από κάθε ένα από τα συστατικά του μείγματος χωριστά.
Δεδομένου ότι το θερμικό αποτέλεσμα που συνοδεύει τη διαδικασία απορρόφησης επηρεάζει αρνητικά τη θέση της γραμμής ισορροπίας, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στους υπολογισμούς. Η ποσότητα της θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την απορρόφηση μπορεί να προσδιοριστεί από την εξάρτηση
όπου q d είναι η διαφορική θερμότητα διάλυσης εντός του εύρους μεταβολών της συγκέντρωσης x 1 – x 2. L – ποσότητα απορροφητικού.
Εάν η απορρόφηση πραγματοποιείται χωρίς απομάκρυνση θερμότητας, τότε μπορούμε να υποθέσουμε ότι όλη η θερμότητα που απελευθερώνεται πηγαίνει στη θέρμανση του υγρού και η θερμοκρασία του τελευταίου αυξάνεται κατά
όπου c είναι η θερμοχωρητικότητα του διαλύματος.
Για τη μείωση της θερμοκρασίας, το αρχικό μείγμα αερίων και το απορροφητικό ψύχονται, αφαιρώντας τη θερμότητα που απελευθερώνεται κατά τη διαδικασία απορρόφησης χρησιμοποιώντας ενσωματωμένους (εσωτερικούς) ή εξωτερικούς εναλλάκτες θερμότητας.
Η μερική πίεση του διαλυμένου αερίου στην αέρια φάση που αντιστοιχεί στην ισορροπία μπορεί να προσδιοριστεί με ο νόμος του Ντάλτον, σύμφωνα με την οποία η μερική πίεση ενός συστατικού σε ένα μείγμα αερίων είναι ίση με τη συνολική πίεση πολλαπλασιαζόμενη με το μοριακό κλάσμα αυτού του συστατικού στο μείγμα, δηλ.
Οπου R– συνολική πίεση του μείγματος αερίων. y είναι η μοριακή συγκέντρωση του αερίου που κατανέμεται στο μείγμα.
Συγκρίνοντας τις εξισώσεις (10.2) και (10.1), βρίσκουμε
όπου A ισούται = E/P – σταθερά ισορροπίας φάσης, που ισχύει για τις περιοχές δράσης των νόμων του Henry και του Dalton.
Έστω Rab η τάση ατμών ενός καθαρού απορροφητικού υπό συνθήκες απορρόφησης. p ab – μερική πίεση απορροφητικού ατμού σε διάλυμα. P – ολική πίεση; x – μοριακό κλάσμα απορροφούμενου αερίου σε διάλυμα. y είναι το μοριακό κλάσμα του κατανεμημένου αερίου στην αέρια φάση. yab είναι το μοριακό κλάσμα του απορροφητικού στην αέρια φάση.
Σύμφωνα με το νόμο του Raoult, η μερική πίεση ενός συστατικού σε ένα διάλυμα είναι ίση με την τάση ατμών του καθαρού συστατικού πολλαπλασιαζόμενη με το μοριακό του κλάσμα στο διάλυμα:
Σύμφωνα με το νόμο του Dalton (10.2), η μερική πίεση του απορροφητικού στην αέρια φάση είναι ίση με
Σε ισορροπία
Μια ανάλυση των παραγόντων που επηρεάζουν την ισορροπία σε συστήματα αερίου (ατμού) - υγρού κατέστησε δυνατό να διαπιστωθεί ότι οι παράμετροι που βελτιώνουν τις συνθήκες απορρόφησης περιλαμβάνουν την αυξημένη πίεση και τη χαμηλή θερμοκρασία και οι παράγοντες που προάγουν την εκρόφηση περιλαμβάνουν τη χαμηλή πίεση, την υψηλή θερμοκρασία και εισαγωγή πρόσθετων που μειώνουν τη διαλυτότητα των αερίων στα υγρά.
Ισορροπία υλικούη διαδικασία απορρόφησης εκφράζεται με τη διαφορική εξίσωση
όπου G είναι η ροή του μείγματος αερίων (αδρανές αέριο), kmol/s. L – απορροφητική ροή, kmol/s. Y n και Y k – αρχική και τελική περιεκτικότητα της κατανεμημένης ουσίας στην αέρια φάση, kmol/kmol αδρανούς αερίου. X k και X n – αρχική και τελική περιεκτικότητα της κατανεμημένης ουσίας στο απορροφητικό, kmol/kmol απορροφητικού. M είναι η ποσότητα της κατανεμημένης ουσίας που μεταφέρεται από τη φάση G στη φάση L ανά μονάδα χρόνου, kmol/s.
Από την εξίσωση ισοζυγίου υλικού (10.9) μπορείτε να προσδιορίσετε την απαιτούμενη συνολική κατανάλωση απορροφητικού
Η διαδικασία απορρόφησης χαρακτηρίζεται επίσης από τον βαθμό εκχύλισης (απορρόφηση), ο οποίος αντιπροσωπεύει την αναλογία της ποσότητας του πράγματι απορροφούμενου συστατικού προς την ποσότητα που απορροφάται όταν εκχυλιστεί πλήρως,
Κινητική της διαδικασίαςΗ απορρόφηση χαρακτηρίζεται από τρία κύρια στάδια, τα οποία αντιστοιχούν στο σχήμα που παρουσιάζεται στο Σχ. 9.4.
Το πρώτο στάδιο είναι η μεταφορά των μορίων του απορροφούμενου συστατικού από τον πυρήνα της ροής αερίου (ατμού) στη διεπιφάνεια φάσης (υγρή επιφάνεια).
Το δεύτερο στάδιο είναι η διάχυση των μορίων του απορροφούμενου συστατικού μέσω του επιφανειακού στρώματος του υγρού (διασύνδεση φάσης).
Το τρίτο στάδιο είναι η μετάβαση των μορίων της απορροφούμενης ουσίας από τη διεπιφάνεια φάσης στον όγκο του υγρού.
Τα κινητικά πρότυπα απορρόφησης αντιστοιχούν στη γενική εξίσωση μεταφοράς μάζας για συστήματα δύο φάσεων:
Έχει αποδειχθεί πειραματικά ότι το δεύτερο στάδιο της διαδικασίας απορρόφησης συμβαίνει με υψηλότερη ταχύτητα και δεν επηρεάζει τη συνολική ταχύτητα της διαδικασίας, η οποία περιορίζεται από την ταχύτητα του πιο αργού σταδίου (πρώτο ή τρίτο).
Η κινητήρια δύναμη της διαδικασίας απορρόφησης για τα στάδια I και III στις εξισώσεις (10.5a) και (10.6a) μπορεί να εκφραστεί μέσω άλλων παραμέτρων:
Στις εξισώσεις (10.5b) και (10.6b), το p είναι η μερική πίεση εργασίας του κατανεμημένου αερίου στο μείγμα αερίων. p ίση – πίεση αερίου ισορροπίας πάνω από το απορροφητικό, που αντιστοιχεί στη συγκέντρωση εργασίας στο υγρό. C είναι η ογκομετρική μοριακή συγκέντρωση εργασίας του κατανεμημένου αερίου στο υγρό. C ίσο είναι η ογκομετρική μοριακή συγκέντρωση ισορροπίας του κατανεμημένου αερίου στο υγρό, που αντιστοιχεί στη μερική πίεση λειτουργίας του στο μείγμα αερίων.
Με αυτήν την έκφραση της κινητήριας δύναμης της διαδικασίας απορρόφησης, η εξίσωση ισορροπίας παίρνει τη μορφή
όπου Ψ είναι ο συντελεστής αναλογικότητας, kmol/(m 3 *Pa).
Οι συντελεστές μεταφοράς μάζας εκφράζονται για τις εξισώσεις (10.5a) και (10.6a) με τη μορφή
για τις εξισώσεις (10.5b) και (10.6b)
Στις εξισώσεις (10.7) και (10.8), τα β y, β p είναι οι συντελεστές μεταφοράς μάζας από τη ροή αερίου στην επιφάνεια επαφής φάσης. β x, β ΜΕ- συντελεστές μεταφοράς μάζας από την επιφάνεια επαφής φάσης στη ροή του υγρού.
Οι συντελεστές μεταφοράς μάζας για αέριο και υγρό β y και β x μπορούν να προσδιοριστούν από εξισώσεις κριτηρίων που έχουν τη μορφή:
για την αέρια φάση Nu diff y = φά*(Re, Pr diff);
για την υγρή φάση Nu diff x = φά*(Re, Pr diff x).
Η τιμή του συντελεστή Ψ έχει σημαντικό αντίκτυπο στην κινητική της διαδικασίας απορρόφησης. Εάν το Ψ έχει υψηλές τιμές (υψηλή διαλυτότητα του συστατικού - η αντίσταση διάχυσης συγκεντρώνεται στην αέρια φάση), τότε 1/(β c *Ψ)< 1/β р или К Р ≈ β р. Если Ψ мало (извлекаемый компонент трудно растворим – диффузионное сопротивление сосредоточено в жидкой фазе), то Ψ/β р << 1/β с и можно считать К с ≈ β с
Ακριβώς όπως για τις διεργασίες ανταλλαγής μάζας σε L/G = const, οι γραμμές εργασίας της διαδικασίας απορρόφησης είναι ευθείες και περιγράφονται στην περίπτωση της αντίθετης ροής από την εξίσωση (9.4) και στην περίπτωση της προς τα εμπρός ροής από την εξίσωση (9.5).
Η μέση κινητήρια δύναμη στις εξισώσεις (10.5a) και (10.6a) προσδιορίζεται στην περίπτωση μιας ευθύγραμμης εξάρτησης ισορροπίας μέσω των σχετικών μοριακών συγκεντρώσεων των συστατικών σύμφωνα με τις εξαρτήσεις (9.6) και (9.7).
Αυτές οι ίδιες εξαρτήσεις μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να εκφράσουν την κινητήρια δύναμη της διαδικασίας απορρόφησης μέσω των μερικών πιέσεων του κατανεμημένου συστατικού σε ένα αέριο ή των ογκομετρικών μοριακών συγκεντρώσεων του ίδιου συστατικού σε ένα υγρό στις εξισώσεις (10.5b) και (10.6b)
Εδώ Δρ max, Δρ min είναι οι μεγαλύτερες και μικρότερες τιμές της κινητήριας δύναμης στην αρχή και στο τέλος της διαδικασίας απορρόφησης, που εκφράζονται μέσω της διαφοράς των μερικών πιέσεων του απορροφούμενου συστατικού. ΔΣ max, ΔΣ min – μεγαλύτερες και μικρότερες τιμές της κινητήριας δύναμης στην αρχή και στο τέλος της διαδικασίας απορρόφησης, εκφρασμένες ως ογκομετρικές μοριακές συγκεντρώσεις του απορροφούμενου συστατικού στο υγρό.
Στην περίπτωση Δp max /Δp min ≤ 2, ΔC max /ΔC min ≤ 2, ενώ διατηρείται η γραμμικότητα της εξάρτησης ισορροπίας, η μέση κινητήρια δύναμη της διαδικασίας απορρόφησης μπορεί να είναι ίση με τον αριθμητικό μέσο όρο αυτών των τιμών.
Κατά τη διεξαγωγή της διαδικασίας απορρόφησης, που συνοδεύεται από μια χημική αντίδραση (χημειορρόφηση) που συμβαίνει στην υγρή φάση, μέρος του κατανεμημένου συστατικού περνά σε μια χημικά δεσμευμένη κατάσταση. Ως αποτέλεσμα, η συγκέντρωση του διαλυμένου (φυσικά δεσμευμένου) κατανεμημένου συστατικού στο υγρό μειώνεται, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της κινητήριας δύναμης της διαδικασίας σε σύγκριση με την καθαρά φυσική απορρόφηση.
Ο ρυθμός χημικής απορρόφησης εξαρτάται τόσο από τον ρυθμό μεταφοράς μάζας όσο και από τον ρυθμό της χημικής αντίδρασης. Σε αυτή την περίπτωση, γίνεται διάκριση μεταξύ των περιοχών διάχυσης και κινητικής χημειορόφησης. Στην περιοχή διάχυσης, ο ρυθμός της διαδικασίας καθορίζεται από τον ρυθμό μεταφοράς μάζας, στην κινητική περιοχή - από τον ρυθμό της χημικής αντίδρασης. Σε περιπτώσεις όπου οι ρυθμοί μεταφοράς μάζας και αντίδρασης είναι συγκρίσιμοι, οι διεργασίες χημειορόφησης συμβαίνουν στη μεικτή, ή στην κινητική διάχυση.
Κατά τον υπολογισμό της χημικής απορρόφησης, ο συντελεστής μεταφοράς μάζας στην υγρή φάση, λαμβάνοντας υπόψη τη χημική αντίδραση β' x που συμβαίνει σε αυτήν, μπορεί να εκφραστεί μέσω του συντελεστή μεταφοράς μάζας για φυσική απορρόφηση β x, λαμβάνοντας υπόψη συντελεστής επιτάχυνσης μεταφοράς μάζας F m, που δείχνει πόσες φορές θα αυξηθεί ο ρυθμός απορρόφησης λόγω της εμφάνισης μιας χημικής αντίδρασης:
β′ x = β x * F m
Ο παράγοντας Fm καθορίζεται από γραφικές εξαρτήσεις.
απορρόφηση) - (στη φυσιολογία) απορρόφηση, απορρόφηση υγρών ή άλλων ουσιών από τους ιστούς του ανθρώπινου σώματος. Η χωνεμένη τροφή απορροφάται από τον πεπτικό σωλήνα και στη συνέχεια εισέρχεται στο αίμα και τη λέμφο. Τα περισσότερα θρεπτικά συστατικά απορροφώνται στο λεπτό έντερο - στη νήστιδα και στον ειλεό που το αποτελούν, αλλά το αλκοόλ μπορεί επίσης να απορροφηθεί εύκολα από το στομάχι. Το λεπτό έντερο είναι επενδεδυμένο από μέσα με μικροσκοπικές προεξοχές που μοιάζουν με δάχτυλο (βλ. Λάχνες), οι οποίες αυξάνουν σημαντικά την επιφάνειά του, με αποτέλεσμα να επιταχύνεται σημαντικά η απορρόφηση των πεπτικών προϊόντων. Δείτε επίσης Αφομοίωση, Χώνευση.
Απορρόφηση
Σχηματισμός λέξεων. Προέρχεται από το Λατ. απορρόφηση - απορρόφηση.
Ιδιαιτερότητα. Η ευαισθησία του ατόμου σε ειδικές καταστάσεις συνείδησης (ύπνωση, φάρμακα, διαλογισμός). Σε συνηθισμένες καταστάσεις, εκδηλώνεται με αύξηση του επιπέδου της φαντασίας. Έχει αποδειχθεί ότι η απορρόφηση συνδέεται με άλλα προσωπικά χαρακτηριστικά (θετικά - με την ποικιλία των κινήτρων, την κοινωνική προσαρμοστικότητα, τη φαντασιακή σκέψη, την επικοινωνία, το άγχος, καθώς και με την αδυναμία και τον δυναμισμό του νευρικού συστήματος, αρνητικά - με τον αυτοέλεγχο, κοινωνική θέση σε μια μικρή ομάδα, επίπεδο φιλοδοξιών και επίσης με την κινητικότητα του νευρικού συστήματος).
Βιβλιογραφία. Grimak L.P. Μοντελοποίηση ανθρώπινων καταστάσεων στην ύπνωση. Μ.: Nauka, 1978;
Pekala R.J., Wenger C.F., Levine P. Ατομικές διαφορές στη φαινομενολογική εμπειρία: καταστάσεις συνείδησης ως συνάρτηση της απορρόφησης // J. Pers. και Soc. Psychol. 1985, 48, Ν 1, σελ. 125-132
ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ
1. Κατά τη μελέτη των αισθητηριακών διεργασιών, η απορρόφηση ενός χημικού, ηλεκτρομαγνητικού ή άλλου φυσικού ερεθίσματος από τον υποδοχέα. Για παράδειγμα, βλέπε φασματική απορρόφηση. 2. Απασχολημένος, απορροφημένος σε κάποια δραστηριότητα. Η σημασία του νοήματος μπορεί να είναι θετική όταν η προσοχή του υποκειμένου εστιάζεται στην εκτέλεση κάποιας εργασίας ή αρνητική όταν η απορρόφηση της προσοχής θεωρείται ως διαφυγή από την πραγματικότητα.
Απορρόφηση είναι η διαδικασία απορρόφησης αερίου από έναν απορροφητή υγρού κατά την οποία το αέριο είναι διαλυτό στον ένα ή τον άλλο βαθμό. Η αντίστροφη διαδικασία - η απελευθέρωση διαλυμένου αερίου από το διάλυμα - ονομάζεται εκρόφηση.
Στις διαδικασίες απορρόφησης (απορρόφηση, εκρόφηση) εμπλέκονται δύο φάσεις - υγρό και αέριο, και μια ουσία μεταβαίνει από την αέρια φάση στην υγρή φάση (κατά την απορρόφηση) ή, αντίθετα, από την υγρή φάση στην αέρια φάση (κατά την εκρόφηση). Έτσι, οι διαδικασίες απορρόφησης είναι ένας από τους τύπους διαδικασιών μεταφοράς μάζας.
Στην πράξη, η απορρόφηση πραγματοποιείται κυρίως όχι από μεμονωμένα αέρια, αλλά από μείγματα αερίων, τα συστατικά των οποίων (ένα ή περισσότερα) μπορούν να απορροφηθούν από έναν δεδομένο απορροφητή σε αξιοσημείωτες ποσότητες. Αυτά τα συστατικά ονομάζονται απορροφήσιμα συστατικά ή απλά συστατικά και τα μη απορροφήσιμα συστατικά ονομάζονται αδρανές αέριο.
Η υγρή φάση αποτελείται από έναν απορροφητή και ένα απορροφούμενο συστατικό. Σε πολλές περιπτώσεις, το απορροφητικό είναι ένα διάλυμα του δραστικού συστατικού που αντιδρά χημικά με το απορροφούμενο συστατικό. Στην περίπτωση αυτή, η ουσία στην οποία διαλύεται το δραστικό συστατικό θα ονομάζεται διαλύτης.
Το αδρανές αέριο και ο απορροφητής είναι φορείς του συστατικού στην αέρια και υγρή φάση, αντίστοιχα. Κατά τη φυσική απορρόφηση (βλ. παρακάτω), το αδρανές αέριο και ο απορροφητής δεν καταναλώνονται και δεν συμμετέχουν στις διαδικασίες μετάβασης του συστατικού από τη μια φάση στην άλλη. Κατά τη χημειορόφηση (βλ. παρακάτω), το απορροφητικό μπορεί να αλληλεπιδράσει χημικά με το συστατικό.
Η πορεία των διαδικασιών απορρόφησης χαρακτηρίζεται από τη στατικότητα και την κινητική τους.
Η στατική της απορρόφησης, δηλαδή η ισορροπία μεταξύ της υγρής και της αέριας φάσης, καθορίζει την κατάσταση που δημιουργείται κατά τη διάρκεια πολύ μεγάλης επαφής των φάσεων. Η ισορροπία μεταξύ των φάσεων καθορίζεται από τις θερμοδυναμικές ιδιότητες του συστατικού και του απορροφητή και εξαρτάται από τη σύνθεση μιας από τις φάσεις, τη θερμοκρασία και την πίεση.
Η κινητική της απορρόφησης, δηλαδή ο ρυθμός της διαδικασίας μεταφοράς μάζας, καθορίζεται από την κινητήρια δύναμη της διεργασίας (δηλαδή τον βαθμό απόκλισης του συστήματος από την κατάσταση ισορροπίας), τις ιδιότητες του απορροφητή, του συστατικού και του αδρανούς αερίου, όπως καθώς και η μέθοδος επαφής των φάσεων (ο σχεδιασμός της συσκευής απορρόφησης και ο υδροδυναμικός τρόπος λειτουργίας της). Στις συσκευές απορρόφησης, η κινητήρια δύναμη, κατά κανόνα, ποικίλλει κατά το μήκος τους και εξαρτάται από τη φύση της αμοιβαίας κίνησης των φάσεων (αντίρρευμα, προς τα εμπρός ροή, διασταυρούμενο ρεύμα κ.λπ.). Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατή η συνεχής ή κλιμακωτή επαφή. Σε απορροφητές με συνεχή επαφή, η φύση της κίνησης φάσης δεν αλλάζει κατά μήκος της συσκευής και η αλλαγή στην κινητήρια δύναμη συμβαίνει συνεχώς. Οι απορροφητές με κλιμακωτή επαφή αποτελούνται από πολλά στάδια συνδεδεμένα σε σειρά μεταξύ αερίου και υγρού και όταν μετακινούνται από στάδιο σε στάδιο, εμφανίζεται μια απότομη αλλαγή στις κινήσεις της δύναμης.
Γίνεται διάκριση μεταξύ χημικής απορρόφησης και χημικής απορρόφησης. Κατά τη φυσική απορρόφηση, η διάλυση του αερίου δεν συνοδεύεται από χημική αντίδραση (ή τουλάχιστον αυτή η αντίδραση δεν έχει αισθητή επίδραση στη διαδικασία). Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει μια περισσότερο ή λιγότερο σημαντική πίεση ισορροπίας του συστατικού πάνω από το διάλυμα και η απορρόφηση του τελευταίου συμβαίνει μόνο εφόσον η μερική του πίεση στην αέρια φάση είναι υψηλότερη από την πίεση ισορροπίας πάνω από το διάλυμα. Σε αυτή την περίπτωση, η πλήρης εξαγωγή του συστατικού από το αέριο είναι δυνατή μόνο με αντίθετη ροή και παροχή καθαρού απορροφητή που δεν περιέχει το συστατικό στον απορροφητή.
Κατά τη χημειορόφηση (απορρόφηση που συνοδεύεται από χημική αντίδραση), το απορροφούμενο συστατικό δεσμεύεται στην υγρή φάση με τη μορφή χημικής ένωσης. Σε μια μη αναστρέψιμη αντίδραση, η πίεση ισορροπίας του συστατικού πάνω από το διάλυμα είναι αμελητέα και είναι δυνατή η πλήρης απορρόφησή του. Κατά τη διάρκεια μιας αναστρέψιμης αντίδρασης, υπάρχει μια αισθητή πίεση του συστατικού πάνω από το διάλυμα, αν και μικρότερη από ό,τι κατά τη φυσική απορρόφηση.
Η βιομηχανική απορρόφηση μπορεί να συνδυαστεί ή όχι με εκρόφηση. Εάν δεν πραγματοποιηθεί εκρόφηση, το απορροφητικό χρησιμοποιείται μία φορά. Στην περίπτωση αυτή, ως αποτέλεσμα της απορρόφησης, ένα τελικό προϊόν, ένα ενδιάμεσο προϊόν ή, εάν η απορρόφηση πραγματοποιείται με σκοπό τον υγειονομικό καθαρισμό των αερίων, λαμβάνεται ένα διάλυμα αποβλήτων, το οποίο αποστραγγίζεται (μετά την εξουδετέρωση) στην αποχέτευση .
Ο συνδυασμός απορρόφησης και εκρόφησης επιτρέπει στο απορροφητικό να επαναχρησιμοποιηθεί και το απορροφούμενο συστατικό να απομονωθεί στην καθαρή του μορφή. Για να γίνει αυτό, το διάλυμα μετά τον απορροφητή αποστέλλεται για εκρόφηση, όπου το συστατικό διαχωρίζεται και το αναγεννημένο (απαλλαγμένο από το συστατικό) διάλυμα επιστρέφει στην απορρόφηση. Με αυτό το σχήμα (κυκλική διαδικασία), ο απορροφητής δεν καταναλώνεται, εκτός από κάποιες απώλειές του, και κυκλοφορεί συνεχώς μέσω του συστήματος απορροφητή-απορροφητή-απορροφητή.
Σε ορισμένες περιπτώσεις (παρουσία απορροφητή χαμηλής αξίας), η επαναλαμβανόμενη χρήση του απορροφητή εγκαταλείπεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκρόφησης. Σε αυτή την περίπτωση, ο απορροφητής που αναγεννάται στον εκροφητή εκκενώνεται στο αποχετευτικό σύστημα και ο νέος απορροφητής παρέχεται στον απορροφητή.
Οι συνθήκες ευνοϊκές για εκρόφηση είναι αντίθετες με αυτές που είναι ευνοϊκές για απορρόφηση. Για να πραγματοποιηθεί η εκρόφηση, πρέπει να υπάρχει αισθητή πίεση του συστατικού πάνω από το διάλυμα, ώστε να μπορεί να απελευθερωθεί στην αέρια φάση. Οι απορροφητές στους οποίους η απορρόφηση συνοδεύεται από μη αναστρέψιμη χημική αντίδραση δεν μπορούν να αναγεννηθούν με εκρόφηση. Η αναγέννηση τέτοιων απορροφητών μπορεί να γίνει χημικά.
Οι τομείς εφαρμογής των διαδικασιών απορρόφησης στις χημικές και συναφείς βιομηχανίες είναι πολύ εκτενείς. Μερικές από αυτές τις περιοχές παρατίθενται παρακάτω:
Λήψη τελικού προϊόντος με απορρόφηση αερίου σε υγρό. Παραδείγματα περιλαμβάνουν: απορρόφηση SO 3 στην παραγωγή θειικού οξέος. απορρόφηση HCl για την παραγωγή υδροχλωρικού οξέος. απορρόφηση οξειδίων του αζώτου από νερό (παραγωγή νιτρικού οξέος) ή αλκαλικά διαλύματα (παραγωγή νιτρικών αλάτων) κ.λπ. Σε αυτή την περίπτωση, η απορρόφηση πραγματοποιείται χωρίς μεταγενέστερη εκρόφηση.
Διαχωρισμός μιγμάτων αερίων για την απομόνωση ενός ή περισσότερων πολύτιμων συστατικών του μείγματος. Στην περίπτωση αυτή, το απορροφητικό που χρησιμοποιείται πρέπει να έχει τη μεγαλύτερη δυνατή ικανότητα απορρόφησης σε σχέση με το εξαγόμενο συστατικό και τη μικρότερη δυνατή σε σχέση με άλλα συστατικά του μείγματος αερίων (επιλεκτική ή επιλεκτική απορρόφηση). Σε αυτή την περίπτωση, η απορρόφηση συνήθως συνδυάζεται με εκρόφηση σε μια κυκλική διαδικασία. Παραδείγματα περιλαμβάνουν την απορρόφηση βενζολίου από αέριο φούρνου οπτάνθρακα, την απορρόφηση ακετυλενίου από αέρια από πυρόλυση ή πυρόλυση φυσικού αερίου, την απορρόφηση βουταδιενίου από το αέριο επαφής μετά την αποσύνθεση της αιθυλικής αλκοόλης κ.λπ.
Καθαρισμός αερίου από ακαθαρσίες επιβλαβών συστατικών. Αυτός ο καθαρισμός πραγματοποιείται κυρίως για την απομάκρυνση ακαθαρσιών που δεν είναι επιτρεπτές κατά την περαιτέρω επεξεργασία αερίου (για παράδειγμα, καθαρισμός πετρελαίου και αερίων οπτάνθρακα από H 2 S, μίγμα αζώτου-υδρογόνου για τη σύνθεση αμμωνίας από CO 2 και CO, ξήρανση θείου διοξείδιο στην παραγωγή θειικού οξέος επαφής κ.λπ.). Επιπλέον, πραγματοποιείται υγειονομικός καθαρισμός των καυσαερίων που απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα (για παράδειγμα, καθαρισμός καυσαερίων από SO 2, καθαρισμός καυσαερίων από Cl 2 μετά από συμπύκνωση υγρού χλωρίου, καθαριστικά αέρια που απελευθερώνονται κατά την παραγωγή ορυκτών λιπασμάτων από ενώσεις φθορίου , και τα λοιπά.).
Στην περίπτωση αυτή, συνήθως χρησιμοποιείται το εξαγόμενο συστατικό, οπότε απομονώνεται με εκρόφηση ή το διάλυμα αποστέλλεται για κατάλληλη επεξεργασία. Μερικές φορές, εάν η ποσότητα του εξαγόμενου συστατικού είναι πολύ μικρή και το απορροφητικό δεν είναι πολύτιμο, το διάλυμα μετά την απορρόφηση απορρίπτεται στην αποχέτευση.
Συλλογή πολύτιμων συστατικών από ένα μείγμα αερίων για την πρόληψη των απωλειών τους, καθώς και για υγειονομικούς λόγους, για παράδειγμα, ανάκτηση πτητικών διαλυτών (αλκοόλες, κετόνες, αιθέρες κ.λπ.).
Πρέπει να σημειωθεί ότι για τον διαχωρισμό των μιγμάτων αερίων, τον καθαρισμό αερίων και τη σύλληψη πολύτιμων συστατικών, μαζί με την απορρόφηση, χρησιμοποιούνται άλλες μέθοδοι: προσρόφηση, βαθιά ψύξη κ.λπ. Η επιλογή της μιας ή της άλλης μεθόδου καθορίζεται από τεχνικούς και οικονομικούς λόγους. Η απορρόφηση προτιμάται γενικά σε περιπτώσεις όπου δεν απαιτείται πολύ πλήρης εκχύλιση του συστατικού.
Κατά τη διάρκεια των διαδικασιών απορρόφησης, η μεταφορά μάζας λαμβάνει χώρα στην επιφάνεια επαφής των φάσεων. Επομένως, οι συσκευές απορρόφησης πρέπει να έχουν ανεπτυγμένη επιφάνεια επαφής μεταξύ αερίου και υγρού. Με βάση τη μέθοδο δημιουργίας αυτής της επιφάνειας, οι συσκευές απορρόφησης μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες ομάδες:
α) Επιφανειακοί απορροφητές, στους οποίους η επιφάνεια επαφής μεταξύ των φάσεων είναι ένα κάτοπτρο υγρού (οι ίδιοι οι απορροφητές επιφάνειας) ή η επιφάνεια ενός ρέοντος φιλμ υγρού (απορροφητές φιλμ). Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει επίσης συσκευασμένους απορροφητές, στους οποίους το υγρό ρέει πάνω από την επιφάνεια μιας πλήρωσης που έχει φορτωθεί στον απορροφητή από σώματα διαφόρων σχημάτων (δαχτυλίδια, υλικό σβώλων κ.λπ.) και μηχανικούς απορροφητές μεμβράνης. Για τους απορροφητές επιφάνειας, η επιφάνεια επαφής καθορίζεται σε κάποιο βαθμό από τη γεωμετρική επιφάνεια των στοιχείων απορρόφησης (για παράδειγμα, ένα ακροφύσιο), αν και σε πολλές περιπτώσεις δεν είναι ίση με αυτήν.
β) Απορροφητές φυσαλίδων, στους οποίους η επιφάνεια επαφής αναπτύσσεται με ροές αερίων που κατανέμονται στο υγρό με τη μορφή φυσαλίδων και ρευμάτων. Αυτή η κίνηση του αερίου (φυσαλίδες) πραγματοποιείται περνώντας το μέσα από μια συσκευή γεμάτη υγρό (στερεά φυσαλίδες) ή σε συσκευές τύπου στήλης με διάφορους τύπους πλακών. Μια παρόμοια φύση αλληλεπίδρασης μεταξύ αερίου και υγρού παρατηρείται επίσης σε συσκευασμένους απορροφητές με πλημμυρισμένη συσκευασία.
Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει επίσης απορροφητές φυσαλίδων με ανάμειξη υγρών με τη χρήση μηχανικών αναδευτηρίων. Στους απορροφητές φυσαλίδων, η επιφάνεια επαφής καθορίζεται από το υδροδυναμικό καθεστώς (ρυθμοί ροής αερίου και υγρού).
γ) Απορροφητές ψεκασμού, στους οποίους η επιφάνεια επαφής σχηματίζεται με ψεκασμό υγρού σε μάζα αερίου σε μικρά σταγονίδια. Η επιφάνεια επαφής καθορίζεται από το υδροδυναμικό καθεστώς (ροή υγρού). Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει απορροφητές στους οποίους το υγρό ψεκάζεται με ακροφύσια (στόμιο ή κοίλο, απορροφητές), σε ρεύμα αερίου που κινείται με υψηλή ταχύτητα (απορροφητές άμεσης ροής υψηλής ταχύτητας) ή με περιστρεφόμενες μηχανικές συσκευές (μηχανικοί απορροφητές ψεκασμού).
Η απορρόφηση είναι η διαδικασία διαχωρισμού των μιγμάτων αερίων με τη χρήση απορροφητών υγρών - απορροφητικών. Εάν το απορροφούμενο αέριο (απορροφητικό) δεν αλληλεπιδρά χημικά με το απορροφητικό, τότε η απορρόφηση ονομάζεται φυσική (το μη απορροφούμενο συστατικό του μείγματος αερίων ονομάζεται αδρανές ή αδρανές αέριο). Εάν το απορροφητικό σχηματίζει μια χημική ένωση με το απορροφητικό, τότε η διαδικασία ονομάζεται χημειορόφηση. Στην τεχνολογία, συναντάται συχνά ένας συνδυασμός και των δύο τύπων απορρόφησης.
Η φυσική απορρόφηση (ή απλά η απορρόφηση) είναι συνήθως αναστρέψιμη. Η απελευθέρωση του απορροφούμενου αερίου από το διάλυμα - εκρόφηση - βασίζεται σε αυτή την ιδιότητα των διαδικασιών απορρόφησης.
Ο συνδυασμός απορρόφησης και εκρόφησης επιτρέπει στο απορροφητικό να χρησιμοποιείται επανειλημμένα και το απορροφούμενο αέριο να απελευθερώνεται σε καθαρή μορφή. Συχνά η εκρόφηση δεν είναι απαραίτητη, καθώς το διάλυμα που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα της απορρόφησης είναι το τελικό προϊόν κατάλληλο για περαιτέρω χρήση.
Στη βιομηχανία, η απορρόφηση χρησιμοποιείται για την επίλυση των ακόλουθων βασικών προβλημάτων:
1) για να ληφθεί το τελικό προϊόν (για παράδειγμα, απορρόφηση SO 3 στην παραγωγή θειικού οξέος). Σε αυτή την περίπτωση, η απορρόφηση πραγματοποιείται χωρίς εκρόφηση.
2) για την απομόνωση πολύτιμων συστατικών από μείγματα αερίων (για παράδειγμα, απορρόφηση βενζολίου από αέριο φούρνου οπτάνθρακα). Σε αυτή την περίπτωση, η απορρόφηση πραγματοποιείται σε συνδυασμό με την εκρόφηση.
3) για τον καθαρισμό των εκπομπών αερίων από επιβλαβείς ακαθαρσίες (για παράδειγμα, καθαρισμός καυσαερίων από SO 2). Σε αυτές τις περιπτώσεις, συνήθως χρησιμοποιούνται συστατικά που εξάγονται από μείγματα αερίων, επομένως απομονώνονται με εκρόφηση.
4) για ξήρανση αερίων.
Οι συσκευές στις οποίες εκτελούνται οι διαδικασίες απορρόφησης ονομάζονται απορροφητές.
Ισορροπία στη διαδικασία απορρόφησης
Ο νόμος του Henry ισχύει για ιδανικά αέρια:
Νόμος του Χένρι: η μερική πίεση ενός συστατικού ενός μείγματος αερίων πάνω από ένα διάλυμα είναι ανάλογη με το μοριακό κλάσμα αυτού του συστατικού στο διάλυμα όταν επιτευχθεί ισορροπία. Henry σταθερά ( μι) αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.
Σύμφωνα με το νόμο του Dalton, η μερική πίεση ενός συστατικού ενός μείγματος αερίων είναι ανάλογη με το μοριακό του κλάσμα στο μείγμα αερίων:
,
Οπου Π– ολική πίεση.
Συνδυάζοντας τους νόμους του Henry και του Dalton, είναι δυνατό να καθοριστεί η επίδραση των συνθηκών στη διαλυτότητα ενός αερίου σε ένα υγρό: 
.
Έτσι, με την αύξηση της πίεσης στον απορροφητή και τη μείωση της θερμοκρασίας, αυξάνεται η διαλυτότητα.
Όσο χειρότερα διαλύεται το αέριο, τόσο περισσότερο αυξάνεται η πίεση.
Κατά τη διάλυση αερίων υψηλής διαλυτότητας, δεν χρειάζεται μεγάλη αύξηση της πίεσης, αλλά είναι απαραίτητο να αφαιρεθεί η θερμότητα, η οποία στην περίπτωση αυτή απελευθερώνεται σε μεγάλες ποσότητες.
Τα σχέδια των απορροφητών επιλέγονται λαμβάνοντας υπόψη τη διαλυτότητα των αερίων. Για παράδειγμα, για πολύ διαλυτές ουσίες (αμμωνία-νερό), μπορούν να χρησιμοποιηθούν απορροφητές εναλλάκτη θερμότητας. Για ελάχιστα διαλυτές ουσίες, απαιτείται μια ανεπτυγμένη επιφάνεια επαφής φάσης, επομένως χρησιμοποιούνται συσκευασμένα ή πλάκα απορροφητές.
