Kazi ya utafiti ya Tyulegenov Anuarbek.doc - Kazi ya utafiti "Je! kaboni iliyoamilishwa "hufanya kazi vipi?" Mwelekeo: ujuzi wa ulimwengu. Kazi ya utafiti juu ya mada "Utafiti wa mali ya uwezo wa adsorption wa kaboni iliyoamilishwa"

Inatokea kwamba kwa wengi wetu mwili una sumu ya muda mrefu na inahitaji kusafisha kwa ujumla kutoka ndani. Kama ilivyo kwa sumu ya papo hapo, matokeo mazuri na ya haraka yanaweza kupatikana kwa kutumia adsorbents. Je, vitu hivi hufanyaje kazi katika mwili? Dondoo kutoka kwa kitabu cha Oleg Olgin "Majaribio bila Milipuko" itasaidia kuwasilisha mchakato wa adsorption.

Mara tu unapopanda kizuizi cha wino kwenye karatasi au, mbaya zaidi, kwenye nguo, mara moja unafahamiana na jambo hili. Wakati uso wa dutu moja (karatasi, kitambaa, nk) inachukua chembe za dutu nyingine (wino, nk), hii ni adsorption.

Adsorbent nzuri sana ni makaa ya mawe. Na si jiwe, lakini mbao, na si tu ya mbao, lakini kazi (iliyoamilishwa). Makaa ya mawe hayo yanauzwa katika maduka ya dawa, kwa kawaida kwa namna ya vidonge. Tutaanza majaribio juu ya adsorption nayo.

Kuandaa ufumbuzi wa rangi ya wino wa rangi yoyote na kumwaga ndani ya bomba la mtihani, lakini si juu. Weka kibao cha mkaa ulioamilishwa, ikiwezekana kusagwa, ndani ya bomba la mtihani, funga kwa kidole chako na kutikisa vizuri.

Suluhisho litaangaza mbele ya macho yako. Badilisha suluhisho kwa nyingine, lakini pia rangi - basi iwe diluted gouache au watercolor. Athari itakuwa sawa. Na ikiwa unachukua tu vipande vya mkaa, vitachukua rangi dhaifu zaidi.

Hakuna kitu cha ajabu katika hili: kaboni iliyoamilishwa inatofautiana na kaboni ya kawaida kwa kuwa ina uso mkubwa zaidi. Chembe zake zimejaa pores (kwa hili, makaa ya mawe yanasindika kwa njia maalum na uchafu huondolewa kutoka kwake). Na kwa kuwa adsorption ni ngozi na uso, ni wazi kwamba uso mkubwa, ngozi bora zaidi.

Adsorbents ni uwezo wa kunyonya vitu si tu kutoka kwa ufumbuzi. Chukua chupa ya glasi ya nusu lita na uweke tone moja la cologne au dutu nyingine yoyote ya harufu chini. Kunyakua jar na mikono yako na kushikilia hivyo kwa nusu dakika ili joto kioevu harufu kidogo - basi itakuwa kuyeyuka kwa kasi na harufu kali.

Sasa weka mkaa ulioamilishwa kwenye chupa, uifunge vizuri na kifuniko na uiache kwa dakika chache. Ondoa kifuniko na uelekeze hewa tena kwako kwa wimbi la kiganja chako. Harufu imekwisha. Ilifyonzwa na adsorbent, au, kwa usahihi, molekuli za dutu tete ambayo uliweka kwenye jar zilifyonzwa.

Sio lazima kuchukua kaboni hai kwa majaribio haya. Kuna vitu vingine vingi ambavyo vinaweza kutumika kama adsorbents: tuff, udongo wa ardhi kavu, chaki, karatasi ya kufuta. Kwa neno, vitu mbalimbali, lakini daima na uso ulioendelea. Ikiwa ni pamoja na baadhi ya bidhaa za chakula - labda unajua jinsi mkate unavyochukua harufu kwa urahisi. Sio bure kwamba mkate wa ngano haushauriwi kuwekwa kwenye mfuko huo na mkate wa rye - harufu zao zimechanganywa, na kila mmoja hupoteza harufu yake maalum, ya kipekee.

Adsorbent nzuri sana ni popcorn, au vijiti vya mahindi, hivyo kupendwa na wengi wetu. Kurudia jaribio la awali na vitu vyenye harufu nzuri mbele ya vijiti vya mahindi - na harufu itatoweka kabisa. Bila shaka, baada ya uzoefu, haiwezekani tena kula vijiti.

Sasa katika jikoni juu ya majiko ya gesi huweka vifaa vya kusafisha hewa kutoka kwa mafusho na moshi. Katika vifaa vile, kuna cartridge yenye aina fulani ya adsorbent ambayo hewa chafu inaendeshwa. Nini kinatokea katika kesi hii, sasa unajua.

Uandishi kwenye kifurushi: "Mkaa wako haujawashwa. Ili kuamilisha, tuma SMS kwa nambari 111” (Mzaha)

Pengine ni vigumu kukutana na mtu ambaye hajasikia kuhusu kaboni iliyoamilishwa. Kila mtu anajua mali yake ya dawa, hutumiwa katika vipengele vya chujio, wanawake hujaribu kupoteza uzito nayo, na baadhi ya waungwana hutumia katika utengenezaji wa ... uh ... hebu sema, pombe ya nyumbani. Lakini si kila mtu anajua ni nini na kwa nini inaitwa kuanzishwa. Jaribio ndogo, ambalo ni rahisi sana kutekeleza nyumbani, litatusaidia kuelewa suala hilo.

Kwa uzoefu tunahitaji:

• Kweli, vidonge vya mkaa vilivyoamilishwa, ambavyo unaweza kupata urahisi katika maduka ya dawa yoyote;
• Iodini, ambayo iko kwenye rafu ya maduka ya dawa mahali fulani karibu na mkaa ulioamilishwa;
• Vyombo viwili vya uwazi - glasi, chupa, mitungi - kile ulicho nacho;
• Maji kidogo.

Kuanza, ponda vidonge kumi vya mkaa ulioamilishwa. Itakuwa rahisi kuwaponda ikiwa unaongeza matone machache ya maji.

Baada ya hayo, ongeza kijiko cha iodini.

Na kisha vijiko kadhaa vya maji.

Hebu tuchanganye jambo hili zima.

Wanga huongezwa kwa vidonge vya mkaa, hivyo kusimamishwa kwetu, pamoja na nyeusi, hupata tint ya bluu - hii ni mmenyuko wa tabia ya iodini kwa uwepo wa wanga.

Sasa tunaacha suluhisho letu kwa muda. Ili, kama wanasema, kuhisi tofauti, pia tutamwaga iodini na maji kidogo kwenye glasi ya pili, lakini hatutaongeza mkaa ulioamilishwa.

Baada ya masaa kadhaa, tunaona kwamba kioo cha udhibiti bado kina ufumbuzi wa iodini ya kahawia. Na maji katika glasi ya mkaa ulioamilishwa yaliondolewa na kuwa wazi. Kweli, au karibu uwazi - bado sijaweka makaa yote chini, kwa hivyo maji yanaonekana kuwa hazy kidogo. Lakini ni suala la muda - ikiwa ningesubiri zaidi, maji yangekuwa safi kabisa.

Kwa hivyo kaboni iliyoamilishwa kwa fadhili ilituonyesha utangazaji wake, i.e. mali ya kunyonya. Kwa njia sawa kabisa, kaboni iliyoamilishwa hufanya kazi katika kesi ya sumu au katika vipengele vya chujio.

Kwa nini kidonge hiki kidogo cheusi kinaweza kunyonya vitu mbalimbali kwa ufanisi? Na kwa nini msingi wa penseli rahisi au, sema, hata almasi haina mali sawa - baada ya yote, yote yanafanywa kwa kaboni.

Lengo zima liko katika uzalishaji maalum wa kaboni iliyoamilishwa. Uzalishaji wa kaboni iliyoamilishwa ina hatua mbili. Hatua ya kwanza ni uzalishaji wa mkaa. Inaundwa wakati kuni inapokanzwa bila oksijeni. Hata hivyo, mkaa uliopatikana kwa njia hii hauna uwezo wa kufanya kazi ya adsorbent - kuna pores na microtubules ndani yake, lakini kuna wachache wao kabisa na wamefungwa. Kisha mkaa unakabiliwa na uanzishaji - hii ni hatua ya pili, wakati ambapo mkaa huwashwa, kabla ya kuingizwa na misombo maalum ya kemikali, au kutibiwa na mvuke wa maji yenye joto kali. Katika matukio hayo yote, mchakato unaendelea bila upatikanaji wa oksijeni, ili makaa ya mawe hayawaka.

Kama matokeo ya shughuli hizi, muundo maalum wa kaboni hupatikana, ambao una tabaka za atomi za kaboni ziko kwa nasibu kwa kila mmoja, kwa sababu ambayo nafasi huundwa kati ya tabaka - pores. Ni pores hizi ambazo hutoa kaboni iliyoamilishwa mali yake - pores inaweza kunyonya na kuhifadhi vitu vingine. Na kwa kuwa idadi hii ya ajabu. Kwa hivyo, eneo la pore la gramu 1 tu ya kaboni iliyoamilishwa inaweza kufikia hadi 2000 m 2!

Bahati nzuri na majaribio yako!

• Belousov K.S.
• Minkova A.A.
• Generalova K.N.
• Olontsev V.F.

Maneno muhimu

maelezo makala ya kisayansi juu ya uchumi na sayansi ya kiuchumi, mwandishi wa kazi ya kisayansi - Belousov K.S., Minkova A.A., Generalova K.N., Olontsev V.F.

Mojawapo ya mafanikio makubwa ya sayansi katika karne ya 13 yalikuwa ugunduzi wa mwanataaluma wa Kirusi T.E. Lovitz ya uzushi wa adsorption na kaboni iliyoamilishwa. Utumiaji wa vitendo wa aina hii ya adsorbent hutoa matokeo muhimu muhimu kwa maendeleo zaidi ya tasnia. Hivi sasa, hakuna tasnia moja ambapo kaboni zilizoamilishwa hazingetumika. Upekee wao unategemea muundo wa porous, ambao huathiri moja kwa moja sifa za adsorption, na, ipasavyo, ubora wa kaboni iliyoamilishwa. Matumizi ya kaboni iliyoamilishwa hufanya iwezekanavyo kuunda michakato mpya ya kiteknolojia, rafiki wa mazingira na bidhaa mbalimbali za teknolojia ya sorption. Shughuli ya makaa ya mawe inaweza kuamua kwa kupima uwezo wake wa adsorption kuhusiana na ufumbuzi mbalimbali, rangi za kikaboni. Shughuli ni mali ya uso na mali ya muundo wa anga wa kaboni. Shughuli ya adsorption ya sorbents ya kaboni, katika kesi hii makaa, inaweza kuamua na vinywaji vya kikaboni na alama maalum. Njia mbili za kuamua nguvu ya kuangaza kaboni iliyoamilishwa kwa molasi: Kifaransa (SECA) na Kirusi. Algorithm kamili ya jaribio imewasilishwa, ikijumuisha fomula za kimsingi, hesabu ya uzani wa majaribio na mahitaji ya kimsingi ya molasi kwa njia zote mbili. Kulingana na data ya fasihi, uchambuzi wa kulinganisha wa molasi ulifanyika, kufanana kwao kulianzishwa. Uchunguzi umefanywa kwa makaa ya kumbukumbu ya Urusi na Ufaransa: OU-A, SR, CXV. Kulingana na data ya majaribio na maudhui ya mbinu, uchambuzi wao wa kulinganisha unafanywa, kama matokeo ambayo hitimisho hufanywa kuhusu matumizi sahihi zaidi ya njia ya Kifaransa.

Mada Zinazohusiana kazi za kisayansi juu ya uchumi na sayansi ya kiuchumi, mwandishi wa kazi ya kisayansi - Belousov K.S., Minkova A.A., Generalova K.N., Olontsev V.F.,

• Athari ya kloridi ya sodiamu kwenye shughuli ya enzymatic ya debaryomyces ya chachu hansenii H4651

  2017 / Yakovleva A.K., Kanarskaya Z.A., Kanarsky A.V.

• Utafiti wa mchakato wa adsorption baada ya matibabu ya maji machafu yaliyotibiwa kibaolojia ya biashara ya kemikali.

  2009 / Ushakov Gennady Viktorovich, Zhuravlev Vladimir Alexandrovich, Ushakov Andrey Gennadievich

• Njia ya kutathmini ubora wa adsorbents za kaboni

  2009 / Mokrova Natalia Vladislavovna

• Tathmini ya uwekaji wa vitamini na kufuatilia vipengele na ukuta wa seli ya chachu ya Saccharomyces cerevisiae.

  2007 / Akhmadyshin R. A., Kanarsky A. V., Kanarskaya Z. A.

• Adsorption ya Pyridine na Phenol kutoka kwa Mchanganyiko wa Ogano-Madini na Kaboni Zilizobadilishwa Asidi.

  2011 / Belyaeva Oksana Vladimirovna, Golubeva Nadezhda Sergeevna, Krasnova Tamara Andreevna

Moja ya mafanikio bora zaidi ya sayansi katika karne ya XIII ni ugunduzi wa adsorption ya kaboni na msomi wa Kirusi T. Lovitz. Utumiaji kivitendo wa aina hii ya adsorbent hutoa matokeo muhimu muhimu kwa maendeleo zaidi ya tasnia. Kwa sasa hakuna tasnia ambayo isingepata matumizi ya mkaa ulioamilishwa. Upekee wake unategemea muundo wa pore, ambayo inategemea sifa za adsorption na, ipasavyo, ubora wa mkaa ulioamilishwa. Utumiaji wa kaboni iliyoamilishwa hutoa fursa ya kuunda michakato mpya ya kimsingi, rafiki wa mazingira na bidhaa za mbinu mbali mbali za kufyonza. Mkaa unaotumika unaweza kuamuliwa kwa kupima uwezo wake wa kutangaza kwa heshima na suluhu tofauti, rangi za kikaboni. Shughuli ni mali ya uso na mali ya muundo wa anga wa kaboni. Shughuli ya adsorption ya sorbents ya kaboni, katika kesi hii makaa ya mawe, inaweza kuamua na vinywaji vya kikaboni alama maalum. Nakala hii inaelezea njia mbili za kupunguza rangi kwenye faharisi ya molasi ya kaboni hai na Wafaransa (kampuni "CECA") na utaratibu wa Kirusi unazingatiwa. Mpango kamili wa majaribio hutolewa; inajumuisha usemi wa kimsingi wa uchanganuzi, hesabu ya uzani wa majaribio ya kaboni hai na madai ya msingi ya molasi kwa taratibu zote mbili. Kulingana na data ya fasihi, mtihani wa kulinganisha wa molasi hufanywa, mlinganisho hupatikana. Majaribio ya kaboni ya etalon kutoka Urusi na Kifaransa yanafanywa: OU-A, CP, CXV. Kwa mamlaka ya data ya majaribio na maudhui ya taratibu zote mbili, uchambuzi wao wa kulinganisha hutolewa; kwa matokeo ya hili hitimisho kuhusu usahihi wa utaratibu wa Kifaransa unafanywa.

Nakala ya kazi ya kisayansi juu ya mada "Njia za kupima uwezo wa kufafanua wa kaboni iliyoamilishwa kwa molasi"

_VESTNIK PNRPU_

2014 Teknolojia ya Kemikali na Bayoteknolojia Na. 4

UDC 661.183.2

K.S. Belousov, A.A. Minkova, K.N. Generalova, V.F. Olontsev

Chuo Kikuu cha Kitaifa cha Utafiti cha Perm, Perm, Urusi

NJIA ZA KUJARIBU NGUVU YA KUTAFAKARI YA KABONI ILIYOWASHWA KWA MELASSE

Mojawapo ya mafanikio makubwa ya sayansi katika karne ya 13 yalikuwa ugunduzi wa mwanataaluma wa Kirusi T.E. Lovitz ya uzushi wa adsorption na kaboni iliyoamilishwa. Utumiaji wa vitendo wa aina hii ya adsorbent hutoa matokeo muhimu muhimu kwa maendeleo zaidi ya tasnia. Hivi sasa, hakuna tasnia moja ambapo kaboni zilizoamilishwa hazingetumika. Upekee wao unategemea muundo wa porous, ambao huathiri moja kwa moja sifa za adsorption, na, ipasavyo, ubora wa kaboni iliyoamilishwa. Matumizi ya kaboni iliyoamilishwa hufanya iwezekanavyo kuunda michakato mpya ya kiteknolojia, rafiki wa mazingira na bidhaa mbalimbali za teknolojia ya sorption.

Shughuli ya makaa ya mawe inaweza kuamua kwa kupima uwezo wake wa adsorption kuhusiana na ufumbuzi mbalimbali, rangi za kikaboni. Shughuli ni mali ya uso na mali ya muundo wa anga wa kaboni. Shughuli ya adsorption ya sorbents ya kaboni, katika kesi hii makaa, inaweza kuamua na vinywaji vya kikaboni - alama maalum.

Njia mbili za kuamua uwezo wa kufafanua wa kaboni iliyoamilishwa kwa molasi huzingatiwa: Kifaransa (CECA) na Kirusi. Algorithm kamili ya jaribio imewasilishwa, ikijumuisha fomula za kimsingi, hesabu ya uzani wa majaribio na mahitaji ya kimsingi ya molasi kwa njia zote mbili. Kulingana na data ya fasihi, uchambuzi wa kulinganisha wa molasi ulifanyika, na kufanana kwao kulianzishwa. Uchunguzi umefanywa kwa makaa ya kumbukumbu ya Urusi na Ufaransa: OU-A, SR, SHU. Kulingana na data ya majaribio na maudhui ya mbinu, wao ni

uchambuzi wa kulinganisha, kama matokeo ambayo hitimisho hufanywa juu ya matumizi sahihi zaidi ya mbinu ya Kifaransa.

Maneno muhimu: kaboni iliyoamilishwa, molasi, uwezo wa kufafanua, adsorption, porosity.

K.S. Belousov, A.A. Minkova, K.N. Generalova, V.F. Olontsev

Chuo Kikuu cha Kitaifa cha Utafiti cha Perm, Perm, Shirikisho la Urusi

NJIA ZA KUPIMA UWEZO WA KUONDOA RANGI YA KABONI ILIYO SHUGHULIKA

Moja ya mafanikio bora zaidi ya sayansi katika karne ya XIII ni ugunduzi wa adsorption ya kaboni na msomi wa Kirusi T. Lovitz. Utumiaji kivitendo wa aina hii ya adsorbent hutoa matokeo muhimu muhimu kwa maendeleo zaidi ya tasnia. Kwa sasa hakuna tasnia ambayo isingepata matumizi ya mkaa ulioamilishwa. Upekee wake unategemea muundo wa pore, ambayo inategemea sifa za adsorption na, ipasavyo, ubora wa mkaa ulioamilishwa. Utumiaji wa kaboni iliyoamilishwa hutoa fursa ya kuunda michakato mpya ya kimsingi, rafiki wa mazingira na bidhaa za mbinu mbali mbali za kufyonza.

Mkaa unaotumika unaweza kuamuliwa kwa kupima uwezo wake wa kutangaza kwa heshima na suluhu tofauti, rangi za kikaboni. Shughuli ni mali ya uso na mali ya muundo wa anga wa kaboni. Shughuli ya adsorption ya sorbents ya kaboni, katika kesi hii makaa ya mawe, inaweza kuamua na vinywaji vya kikaboni - alama maalum.

Nakala hii inaelezea njia mbili za kupunguza rangi kwenye faharisi ya molasi ya kaboni hai na Wafaransa (kampuni "CECA") na utaratibu wa Kirusi unazingatiwa. Mpango kamili wa majaribio hutolewa; inajumuisha usemi wa kimsingi wa uchanganuzi, hesabu ya uzani wa majaribio ya kaboni hai na madai ya msingi ya molasi kwa taratibu zote mbili. Kulingana na data ya fasihi, mtihani wa kulinganisha wa molasi hufanywa, mlinganisho hupatikana. Majaribio ya kaboni ya etalon kutoka Urusi na Kifaransa yanafanywa: OU-A, CP, CXV. Kwa mamlaka ya data ya majaribio na maudhui ya taratibu zote mbili, uchambuzi wao wa kulinganisha hutolewa; kwa matokeo ya hili hitimisho kuhusu usahihi wa utaratibu wa Kifaransa unafanywa.

Maneno muhimu: kaboni hai, molasi, uwezo wa depolarization, adsorption, porosity.

Makaa ya mawe ni ya kundi la adsorbents ya viwanda. Kama malighafi kwa ajili ya utengenezaji wa kaboni iliyoamilishwa, vifaa vyenye kaboni vya asili anuwai hutumiwa: peat na makaa ya mawe, polima na resini, malighafi ya mboga (mbao, gome, ganda, nk). Adsorbents ya viwanda ina uso ulioendelea sana. Kaboni zilizoamilishwa kama adsorbents za viwandani zina idadi ya vipengele vinavyoamuliwa na asili ya uso wao na muundo wa vinyweleo. Vipengele hivi ni pamoja na sifa za adsorption. Adsorption ni ufyonzwaji wa gesi, mvuke au vimiminika kwenye kiolesura kati ya dutu na adsorbent.

Uingizaji wa kimwili wa vitu vya kikaboni kutoka kwa miyeyusho ya maji hutamkwa zaidi wakati nyenzo za kaboni zinatumiwa kama adsorbents, kwani nishati ya van der Waals mwingiliano wa molekuli za maji na atomi za kaboni zinazounda uso wa miili ya kaboni ni kidogo sana kuliko nishati ya mtawanyiko. mwingiliano wa atomi hizi na atomi za mifupa ya kaboni ya molekuli za kikaboni. Kwa sasa, mahitaji ya sorbents ya kaboni kwa ajili ya utakaso wa maji ya kunywa, ya ndani na ya taka, uzalishaji wa viwanda unaongezeka.

Katika kemia ya uchambuzi, njia za utafiti wa kisayansi wa makaa hutumiwa kusoma muundo, muundo na mali ya makaa. Inajulikana katika historia kwamba baadhi ya mbinu hizi zimekuwa viwango vya kupima kwa muda.

Mojawapo ya njia zinazojulikana na za kuaminika za kuamua shughuli za adsorption ni matumizi ya suluhisho la molasi. Molasses ni kioevu giza cha kikaboni. Ufafanuzi wake ni njia muhimu ya uchambuzi katika uzalishaji wa makaa ya mawe. Ni mali ya vinywaji vya kikaboni, ukubwa wa Masi ambayo ni karibu 3 nm (Mchoro 1). Aina fulani za kaboni zilizoamilishwa, ambazo zina mfumo wa maendeleo wa macro- (zaidi ya 50 nm) na mesopores (kutoka 2 hadi 50 nm), zina uwezo wa kutangaza molekuli kubwa, sawa na molekuli za molasi. Nambari ya molasi, au ufanisi, ni kipimo cha maudhui ya mesopore ya kaboni iliyoamilishwa (zaidi ya 20 A, au zaidi ya nm 2). Idadi yake ya juu inaonyesha adsorption ya juu ya molekuli kubwa. Ufanisi wa molasi unaonyeshwa na asilimia na idadi ya molasi. Kuna njia tofauti za kuitumia kama adsorbent, lakini zote ni sawa. Vipengele vya kawaida vya njia hizi ni kama ifuatavyo.

Nambari ya molasi ya kaboni iliyoamilishwa (EURO) kulingana na mbinu ya Ulaya inafafanuliwa kama kiasi cha kaboni iliyoamilishwa katika miligramu ambayo ina athari sawa ya kupunguza rangi kama 350 mg (kwa uzito kavu) ya kaboni ya unga ya A8100 wakati wa kupunguza rangi ya ufumbuzi wa kawaida wa molasi. kulingana na njia ya kawaida. Nambari ya chini ya molasi (EURO), bora makaa ya mawe huondoa vitu vya kikaboni vyenye uzito wa juu kutoka kwa molasi;

Nambari ya molasi ya kaboni iliyoamilishwa kulingana na mbinu ya Marekani inaonyesha uwezo wa kupunguza rangi ya makaa ya mawe katika vitengo vinavyohusiana na kaboni B-45 ya kawaida. Kwa msingi huu, kadiri idadi ya molasi (Marekani) inavyoongezeka, ndivyo makaa ya mawe yanavyoondoa vitu vya kikaboni kutoka kwa molasi;

Ufanisi wa kupunguza rangi ya molasi huonyeshwa kama asilimia na huonyesha uwezo wa kaboni kuondoa 90% ya rangi ya suluhisho la kawaida la molasi. Wakati huo huo, uwezo wa makaa ya mawe ya unga ya V-45 (katika gramu kwa kila kitengo cha rangi) ilichukuliwa kama 100%.

Kipenyo cha chini cha pore 3 nm (30 A) 1.5 nm (15 A) 0.5 nm (5 A)

Mchele. 1. Ulinganisho wa ukubwa wa pore wa molekuli kwa molasi, methylene

bluu na iodini

Nambari ya molasi na ufanisi wa utangazaji wa mellas ni njia bora zaidi za kiwango cha kuonyesha uwezo wa makaa kuondoa uchafu kutoka kwa amini na suluhu zingine. Molasi ina vitu ambavyo ni sawa kwa ukubwa na uchafu unaosababisha kutokwa na povu kwa miyeyusho ya kunyonya. Molasses ni bidhaa ya taka ya uzalishaji wa sukari, kioevu cha rangi ya giza cha syrupy na harufu maalum. Ina 20-25% ya maji, 50-60% ya sukari, fructose, sucrose, karibu 10% ya rangi ya asili iliyoyeyushwa ya kiwango cha juu cha Masi, azo-

misombo safi (hasa amides), asidi ya bure na iliyofungwa, karibu 8% ya majivu.

Njia mbili zinawasilishwa kwa kuzingatia: moja ya Kifaransa, iliyoandaliwa na CECA, na kiwango cha Kirusi GOST4453-74.

Nambari ya Mellas (CESA)

Sehemu kuu

Uzito wa m wa kaboni hai hupimwa kwa kusimamishwa kwa suluhisho la molasi. Kwa kuzingatia mabadiliko ya rangi ya ufumbuzi, uwezo wa decolorization umefunuliwa.

Misa P ni wingi wa makaa ya mawe ya kawaida, uamuzi ambao unafanywa chini ya hali sawa za kiufundi ili kupata rangi sawa.

IMS ni sifa ya mara kwa mara uwezo wa kubadilika rangi wa makaa ya mawe hapo juu. Kisha idadi ya molasi ya kaboni hai inafafanuliwa kama

Thamani ya nambari ya IMS kawaida huwekwa na kutolewa kwa mujibu wa thamani ya molasi ya kaboni kavu iliyoamilishwa iliyotumiwa hapo juu.

Mpango wa jumla wa mbinu

Kujenga isotherm ya decolorization

Uondoaji rangi D wa suluhisho la molasi unaweza kuamua kulingana na equation

D =ÇD)Mûf.1()o, (1)

ambapo (D0f na (D0)b ni msongamano wa macho wa suluhisho la molasi baada ya kubadilika rangi na "uzoefu tupu", mtawalia ("uzoefu tupu" ni suluhisho linalopatikana bila kaboni hai).

Uhusiano kati ya wingi wa m wa kaboni amilifu inayotumika na uondoaji rangi D unaosababishwa unaweza kuandikwa kwa mujibu wa isotherm ya Freundlich:

K (100 - D)a, m

ambayo K na a inaweza kufafanuliwa kama constants kwa makaa ya mawe maalum, molasi maalum, vipimo maalum, na kadhalika, kwa mujibu wa ukweli kwamba muda wa decolorization ni kutoka 60 hadi 90%.

Kiasi cha kaboni iliyoamilishwa inayozungumziwa, inayoitwa sampuli ya kawaida au kawaida, inayohitajika kwa upunguzaji wa rangi fulani

Ukubwa wa P wa rejeleo unaoonyesha ubadilishaji rangi sawa na ule wa sampuli ya jaribio hurekodiwa na kuamuliwa kwa mlingano (1). Kipeo a ni cha kufikirika na kimo katika kila mfululizo wa majaribio ili kubainisha kiwango; kila safu ina maadili yaliyooanishwa (p0, D0), ambayo hufanya iwezekanavyo kuondoa K. Equation imeandikwa kama ifuatavyo:

Thamani ya kipeo a

Thamani ya a imedhamiriwa kupitia urejeshaji wa mstari kuanzia mlinganyo (1), iliyoandikwa kwa namna ya logarithmic kwa kutumia angalau thamani 10 (ri D), iliyosambazwa kwa njia iliyowekwa juu ya thamani yote ya muda wa kubadilika rangi - kutoka 60 hadi 90. %.

Uchambuzi sawa unapaswa kufanywa kila wakati kiwango au molasi inabadilishwa. Hii ni ya busara na ya kuhitajika, lakini katika mazoezi ni muhimu kurudia uchambuzi huo kila baada ya miezi mitatu ili kutambua mabadiliko iwezekanavyo katika utungaji wa kemikali ya molasses.

Thamani ya a huwa inazungushwa hadi sehemu ya desimali ya pili. Ikiwa mabadiliko kati ya thamani mpya na thamani iliyotumika awali ni kubwa kuliko au sawa na ±0.02, ni lazima uthibitisho ufanyike kabla ya kukubali thamani mpya. Thamani inayolingana na hali ya sasa:

kiwango cha mvua

Ili kutumia nyenzo za kudumu, kumbukumbu lazima iwe ndani ya hali sawa ya unyevu. Kwa madhumuni ya vitendo, unyevu wa 0% huzingatiwa na kuzingatiwa.

Kwa hivyo, yafuatayo inahitajika:

Daima kausha mkaa uliotumika kabla ya matumizi;

Au tumia katika hali ambayo iko, lakini mara baada ya matumizi yake, tambua unyevu wa makaa ya mawe na ujumuishe kasoro hii katika hesabu ya jumla.

Kama sheria, ikiwa mimi ni unyevu wa kiwango, kilichoonyeshwa kama asilimia, basi formula (2) inachukua fomu ifuatayo:

Sampuli za kaboni hai

Kwa kuwa ni muhimu kuweka thamani ya decolorization katika kiwango kinachohitajika cha 60-90%, ni muhimu kugawanya sifa mbalimbali za makaa ya mawe katika vikundi 4. Kila kikundi kina sifa ya wingi wa m¿, uliopatikana kwa mfululizo wa vipimo. Vikundi vya makaa ya Kifaransa vinavyotumiwa kwa ufafanuzi ni kama ifuatavyo:

Kikundi cha 1: inajumuisha aina za CFS, SR; t1 = 125 mg;

Kikundi cha 2: ni pamoja na makaa ya mawe 4B, 3B, 2B na vitu sawa, vilivyooksidishwa kwa usawa au kutibiwa na asidi: +СХА, СХ, 3 BB 2, СЯ, BA 1703; m2 = 250 mg;

Kikundi cha 3: inajumuisha aina za BM, B na aina zao zinazofanana za oksidi au asidi +20 na B45; m3 = 500 mg;

Kundi la 4: O, TK, 25 v; m4 = 1.000 mg (hata hivyo, ni muhimu sana kwa aina hii kwamba takwimu m = 1.500 mg inaweza kutumika badala ya thamani ya molekuli iliyopendekezwa).

Ikiwa tofauti mbili kubwa kati ya shughuli za makaa ya mawe yaliyojaribiwa hairuhusu B kuwa katika safu kutoka 60 hadi 90%, ni muhimu kufanya jaribio kwa kutumia sampuli mpya na kuchagua thamani inayofaa zaidi ya tg-.

Kama kanuni ya jumla, ili kuamua wingi wa m- ambao utatumika kwa mujibu wa shughuli ya kaboni iliyochaguliwa, ambayo kikundi chake kinajulikana, jaribio la awali linapaswa kufanywa kwa kutumia molekuli m2. Thamani ya upunguzaji rangi B inayopatikana huamua kikundi amilifu na kwa hivyo thamani inayofaa zaidi ya r-, ambayo itasababisha thamani ya kubadilika rangi kati ya 60 na 90%.

Kupunguza rangi, % Kikundi

90 > 0 > 60 II

60 > 0 > 35 III

Mbinu ya kudhibiti

Vifaa:

Pipette 100 ml na alama moja au moja kwa moja;

Chupa ya kioo kwa l 1;

Kichujio kilichokunjwa (karatasi ya chujio), chapa 4B;

N 111 filters - na kipenyo cha safu ya bluu ya mm 150;

Vyombo vya maabara;

Burner au jiko;

Umwagaji wa thermostatic;

Spectrophotometer;

funnels;

Mizani ya uchambuzi.

Vitendanishi:

Suluhisho la molasses;

Asidi ya Orthophosphoric (H3PO4) - suluhisho, 52 au 60 kwa kiwango

Formaldehyde (formaldehyde) 30%.

Kuandaa suluhisho la molasses

Suluhisho la molasi na kiasi cha n0 kutoka kwa miwa hupimwa na kuletwa ndani ya chupa ya pande zote ya lita 1.

500 ml ya maji ya distilled huongezwa, ikifuatiwa na x ml ya ufumbuzi safi wa H3PO4 (daraja la uchambuzi); kuchaguliwa kwa majaribio ili kuondoa makosa na pH ya 2.6 katika suluhisho la mwisho la molasi. Kimsingi, 2 hadi 3 ml inatosha kwa asidi 60 za Boma:

x(H3PO4) = " = 1.71.

3 144,3 - 60 84,3

Ili kuhakikisha suluhisho sahihi (sahihi) la molasi, suluhisho huwashwa na kuhifadhiwa kwa dakika 5 kwa chemsha. Poza haraka kwa maji yanayotiririka kwa halijoto iliyoko. Ongeza maji yaliyosafishwa hadi lita 1 kwa 5 g ya suluhisho. Chuja nyenzo Clarcel DIC na ziada

Safu mpya ya chujio imefungwa juu ya chujio cha Durier 4B, suluhisho hupita kupitia mkusanyiko mzima mara mbili.

Ili kuongeza maisha ya rafu ya suluhisho la molasi, ambayo lazima ihifadhiwe kwenye jokofu, 1 ml ya suluhisho la 30% ya aldehyde ya formic kawaida huongezwa. Kwa hivyo, suluhisho linaweza kuhifadhiwa kwa siku 2 au 3.

Msongamano wa macho wa suluhisho la molasi iliyotayarishwa hivyo hupimwa kwa spectrophotometer katika urefu wa mawimbi wa nm 450 ili kusababisha kubadilika rangi kwa wingi wa rejeleo sawa na P0 = m2:

= (B0)b0 - (B0)/0 = 68 ± 20%. 0 (ZD

Suluhisho la molasi liko tayari kutumika.

Utaratibu wa uendeshaji

Kupunguza rangi ya molasi kwa kutumia kaboni hai

t mg ya makaa ya mawe huletwa ndani ya kopo na kiasi cha 150 ml baada ya makaa ya mawe kupimwa kwa usahihi wa +0.1 mg, unyevu wake.<10 %.

Uzito wa sampuli m imedhamiriwa na kiwango cha shughuli ya kaboni iliyojaribiwa kwa mujibu wa aya "Sampuli za kaboni zinazofanya kazi".

100 ml ya suluhisho la molasi, iliyoandaliwa kama ilivyoelezwa katika aya "Maandalizi ya suluhisho la molasi", hupimwa (kukusanywa) na pipette, iliyoongezwa kwa kaboni iliyoamilishwa, ikichochea na kichocheo cha kioo. Birika huwekwa kwenye umwagaji wa joto 92±2°C. Ni muhimu kufikia joto la 70 ° C huku ukichochea suluhisho mara kwa mara. Kisha kopo huondolewa kwenye bafu na suluhisho huchujwa kupitia kichujio cha bendi ya buluu ya 150 mm ya Durier. Mililita chache za kwanza za suluhisho lazima zichujwa tena (mara 1-2) ili kupata filtrate wazi kabisa.

Kubadilika rangi katika kesi ya kiwango na "tupu"

Kila mfululizo wa majaribio unajumuisha majaribio mawili yafuatayo:

Vipimo viwili na kiwango, kilichofanywa chini ya hali sawa, sawa na kwa makaa ya mawe ya mtihani, kuanzia na wingi wa P = 250 mg kiwango cha kavu (au kwa kiwango cha unyevu kinachojulikana I);

Moja "uzoefu wa bure"; kwa maneno mengine, suluhisho la molasi ambalo halina kaboni iliyoamilishwa, inayozingatiwa chini ya hali sawa na suluhisho zingine, ambazo kiwango cha mwisho cha rangi kitatumika kama msingi wa mahesabu ya decolorization.

Kipimo cha wiani wa macho

Uzito wa macho (D0)b "uzoefu tupu" na (D0)/suluhisho la kaboni iliyoacha rangi ya molasi na majaribio sawa na yale ya kawaida hupimwa kwa kipima picha kwa urefu wa mawimbi wa nm 450.

Idadi ya nambari za molasses

1. Hesabu inategemea kipimo cha msongamano wa macho. Kubadilika rangi kunabainishwa kwa kutumia Mlingano (1).

Kwa maneno mengine, D (%) - kwa kaboni iliyojaribiwa (wingi m) na D0 (%) - kwa kiwango ( molekuli P0 = m2). D0 ni wastani wa thamani mbili zinazolingana na majaribio mawili yenye kiwango.

2. Equation (2) huamua wingi wa P wa kumbukumbu inayohitajika ili kupata rangi ya D, unyevu wa k wa kumbukumbu unajulikana. Chini ya hali ya sasa, thamani ya kiashiria a = 0.26.

3. Nambari ya molasi ya kaboni /M iliyojaribiwa hupatikana kutoka kwa uwiano ambao 1M3 ni index ya molasi kwa kumbukumbu kavu.

Hivi sasa, viwango vya kawaida \ M^ vinatumika: M = 168.

Uamuzi wa shughuli za adsorption kwa molasses (GOST 4453-76)1

sehemu ya kawaida

Suluhisho la molasi limeandaliwa kama ifuatavyo: karibu 50 g ya molasi hutiwa na 800 cm3 ya maji yaliyosafishwa na kisha wiani wa macho wa suluhisho hurekebishwa hadi 0.6-0.7 opt na maji au molasi. vitengo wakati wa kupima katika cuvette na umbali kati ya nyuso za kazi za mm 5 na hadi 1.21.4 opt. vitengo wakati wa kupima kwenye cuvette na umbali kati ya nyuso za kazi za mm 10, kisha ongeza 1 g ya kieselguhr au gel ya silika, iliyokatwa kuwa poda na chembe zisizo zaidi ya 1 mm kwa ukubwa, na kutikisa. Suluhisho huchujwa kupitia karatasi ya chujio iliyopigwa.

1 GOST 4453-76. Mkaa unaofanya kazi kuangaza unga wa kuni.

Pamoja na marekebisho na mabadiliko. Vipimo. Utangulizi 01/01/93. Moscow: Nyumba ya uchapishaji

Dartov, 1993. 23 p.

Uzito wa macho ya suluhisho la molasi hupimwa kwenye colorimeter ya picha ya umeme na chujio cha mwanga wa bluu na urefu wa 40 nm. Maji yaliyosafishwa hutumiwa kama suluhisho la kudhibiti.

Vifaa:

Photoelectric colorimeter aina FEK-M;

Flask ya volumetric kulingana na GOST 1770-74 yenye uwezo wa 250 cm3;

Maji ya kuoga;

Kieselguhr au daraja la gel la silika KSK kulingana na GOST 3956-76;

Makaa ya mawe ya umeme - sampuli;

Maji yaliyotengenezwa;

Karatasi ya chujio.

Kufanya uchambuzi

0.5 g ya makaa ya mawe yaliyochambuliwa na ya mfano hupimwa, na hitilafu ya si zaidi ya 0.01 g, iliyowekwa kwenye flasks ya gorofa-chini na 100 cm3 ya suluhisho la molasi huongezwa. Yaliyomo ndani ya chupa huwashwa moto katika umwagaji hadi 80 ° C na kutetemeka kwa kuendelea na kudumishwa kwa joto hili kwa dakika 5 bila kuacha kutetemeka. Baada ya kutetemeka, suluhisho huchujwa mara moja kupitia chujio cha karatasi, ikitupa sehemu za kwanza za filtrate. Suluhisho baada ya kuchuja zinapaswa kuwa wazi kabisa.

Suluhisho limepozwa kwa joto la kawaida na wiani wao wa macho umeamua kuhusiana na maji yaliyotumiwa chini ya hali inayofanana na uamuzi wa wiani wa macho wa ufumbuzi wa molasi ya awali.

Uchakataji wa matokeo

Shughuli ya utangazaji wa makaa ya mawe yaliyochanganuliwa kwa molasi (X1) kama asilimia huhesabiwa kwa fomula.

ambapo d ni wiani wa macho ya ufumbuzi wa molasi ya awali; d1 ni msongamano wa macho wa suluhisho lililotibiwa na kaboni ya kumbukumbu; d2 ni msongamano wa macho wa suluhisho lililotibiwa na kaboni iliyochambuliwa.

Matokeo huchukuliwa kama maana ya hesabu ya maamuzi mawili yanayolingana, tofauti inayoruhusiwa kati ya ambayo haipaswi kuzidi 5 abs. %2.

2 GOST 4453-76. Mkaa unaofanya kazi kuangaza unga wa kuni.

Pamoja na marekebisho na mabadiliko. Vipimo. Utangulizi 01/01/93. M.: Nyumba ya uchapishaji ya viwango, 1993. 23 p.

Molasses ni dutu ya kielelezo cha ulimwengu kwa kutathmini ubora wa makaa ya unga ya kufafanua hai, ambayo hutumiwa, kwa mtiririko huo, katika tasnia hizo ambapo utakaso (au ufafanuzi) wa bidhaa za kiteknolojia za Masi na wa kati hufanywa. Kuna aina 4 za molasi: iliyosafishwa, miwa, mbichi na beet. Molasses ya kampuni "CESA" ni miwa. Molasses, ambayo hutumiwa katika uchambuzi wa AC ya Kirusi kulingana na GOST 4453-74, ni beet ya sukari.

Kwa kawaida, asili tofauti ya molasi husababisha tofauti zisizo za kimsingi, ambazo hufichuliwa wakati wa masomo ya spectroscopic katika eneo la IR. Kwa ujumla, mwonekano wa IR wa molasi mbili zinafanana (Mchoro 2), isipokuwa eneo la masafa ya chini (1300-650 cm-1), linalojulikana kama eneo la "alama ya vidole", ambapo kila kiwanja katika muda huu kina yake. mwenyewe maalum spectral Curve. Data iliyo hapa chini (Jedwali 1) imetolewa kwa molasi zote mbili katika masafa bainifu.

Jedwali 1

Tabia za molasses

Nambari ya molasi ya Kifaransa, cm 1 molasi ya Kiwanda, cm 1

1 1000 1000 (bega)

2,930 (str. int.) 930 (bega)

3 850-870 (W) 910 (W)

4 835 870 (n.)

5 780 (bega) 780

4000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 cm"1

Mchele. 2. IR spectra ya molasses mbili: - molasi ya beet ya ndani; - molasi ya miwa ya Kifaransa

Mtazamo wa molasi mbili zilizochukuliwa katika maeneo ya UV na inayoonekana (Mchoro 3) unaonyesha kuwa curves zao za kunyonya ni sawa na kila mmoja. Katika ultraviolet (<320 нм) красящие вещества меласс (по литературным данным) обладают селективным поглощением, различаясь лишь конфигурацией кривых. Это позволило применить спектроабсорбци-онный метод для количественного определения отдельных групп красящих веществ в мелассах и установить, что основная окраска их и, соответственно, состав обусловлены наличием следующих (табл. 2) групп красящих веществ в процентном отношении (приближенная оценка).

meza 2

Wakala wa kuchorea molasi za Kifaransa Molasi za Kiwanda

Bidhaa za mtengano wa alkali za sukari ya kubadilisha, % 70-75 70

Melanoidini, % 20-25 25-30

Caramel, % 5 0-5

200 210 220 230 240 250 260 200 280 290 300 350 400 nm

Mchele. 3. Spectra ya molasses mbili katika mikoa ya UV na inayoonekana: - molasses ya beet ya ndani; - molasi ya miwa ya Kifaransa

Matokeo yaliyopatikana yanakubaliana vizuri na data ya majaribio iliyopatikana na wafanyakazi wa MTIPP, ambao walisoma aina zote za molasi kwa njia ya kutenganisha filtration ya gel.

Kwa maneno yaliyotumika, ulinganisho wa kuona wa molasi mbili ulifanya iwezekane kugundua yafuatayo:

Baadhi ya kuchelewa kwa kiwango cha kufutwa kwa molasses ya Kifaransa katika maji;

Masi ya awali (kama syrup) ya kampuni ya CESA imejilimbikizia mara kadhaa zaidi kuliko ile ya Kirusi.

Matumizi ya molasi kama adsorbent ni njia ya kawaida, inayojulikana sana, lakini tathmini ya lengo la njia zote zinazojulikana kwetu kwa kutumia molasi asili bila shaka husababisha kutambuliwa kwa drawback moja kuu inayopatikana katika molasi zote. Hii ni kwamba kwa kiasi kikubwa wanakabiliwa na mabadiliko katika asili ya ubora na kiasi, ambayo imedhamiriwa, kwa upande wake, na hali mbalimbali za asili na hali ya hewa ya asili ya malighafi ya msingi. Kwa maneno mengine, kutokuwa na utulivu wa muundo wa rangi ya adsorbent (molasses) ni hatua hasi sawa kwa mbinu ya Kirusi kulingana na GOST 4453-74, na kwa mbinu ya kampuni ya CECA. Kuhusu njia ya kwanza, hitimisho inathibitishwa na uzoefu wa miaka mingi wa maabara ya Kirusi, na pili - na data ya maandiko ya masomo sawa.

Tunapaswa pia kutambua moja zaidi, kwa maoni yetu, hatua mbaya katika mbinu kulingana na GOST 4453-74 na katika mbinu ya kampuni "SECA". Hii ni haja ya kutumia makaa ya mawe ya kumbukumbu. Kwa kuongezea ugumu wa kuchagua makaa ya kumbukumbu yenye sifa zilizoainishwa madhubuti, tunaona kuwa ni makosa kimsingi kuitumia kama kiwango kimoja cha kulinganisha kwa udhibiti wa ubora wa makaa ya kufafanua ya viwandani, ambayo asili yake si sawa (alkali, tindikali. )

Kwa maneno ya vitendo, kusimamia mbinu ya kuamua nambari ya molasi inayotumiwa na kampuni ya CECA ilifanya iwezekane kufichua yafuatayo: njia ya Ufaransa iko katika kiwango cha juu zaidi kuliko ile ya Kirusi, ingawa kiini cha njia na kozi kuu ya shughuli ni sawa. Kiwango cha mbinu ya Kifaransa imedhamiriwa na maelezo maalum ya maendeleo, kipindi kamili cha maandalizi ya hatua nyingi kabla ya uchambuzi wa moja kwa moja, kueneza kwa vifaa vya maabara na vyombo. Algorithm ya kufanya mahesabu kulingana na vipimo inajumuisha hatua kadhaa, ambazo kwa kawaida huwafanya kuwa magumu. Fahirisi ya uwezo wa kufafanua, tofauti na njia ya kawaida ya Kirusi, ni thamani isiyo na kipimo (nambari ya molasses), ambayo inajumuisha idadi ya maadili ya jamaa na viunga.

Kwa ujumla, utekelezaji wa mbinu unahitaji msaidizi wa maabara aliyehitimu sana.

Utoaji kamili wa mbinu ya CECA katika hali zetu haukuwezekana, kwani hatukuweza kukidhi masharti yote. Kwa mfano:

Kitendanishi cha Clarcel DIC, kwa mlinganisho unaodhaniwa, kilibadilishwa na kieselguhr inayojulikana kwetu;

Kati ya vifaa vya maabara ya CECA, hatuna vichungi vya Durier (zimebadilishwa na vichungi vya karatasi) na hatujatumia vichungi vya utupu na crucibles kwa kuchuja.

Kwa kuzingatia idadi ya makadirio na dhana, matokeo ya sampuli zilizochanganuliwa katika mchakato wa kusimamia mbinu ya CECA inaonekana kama ifuatavyo (Jedwali 3).

Jedwali 3

Jaribio la kaboni iliyoamilishwa

Sampuli ya nambari ya Molasses (CESA) Shughuli ya utangazaji, % (GOST 4453-74)

SR (Ufaransa) 363 174

ŒV (Ufaransa) 335,169

OU-A (RF) 150 109

Etalon (RF) 136 100

Kulingana na meza iliyowasilishwa, matokeo yaliyopatikana yanaweza kufasiriwa kama ifuatavyo: kutokana na ujenzi maalum wa algorithm ya kipimo na hesabu kwa njia ya Kifaransa, inageuka kuwa ya simu zaidi, nyeti zaidi katika kutathmini ubora wa makaa ya mawe. Tofauti katika shughuli kati ya sampuli za makaa ya mawe, kwa mfano, SR na CXV, ni karibu kuondolewa kwa njia ya Kirusi, wakati uchambuzi na njia ya CECA hurekebisha ubora wao tofauti. Kufikia uwazi huo katika kuonyesha ubora wa makaa ya mawe ni matokeo ya utafiti wa kina wa kisayansi wa uchambuzi na kuingizwa kwa vifaa muhimu vya maabara.

Kwa hivyo, utafiti uliofanywa unaonyesha kuwa njia ya CECA ni nyeti zaidi kuliko ile ya ndani, na hukuruhusu kutofautisha kwa hila kaboni zilizoamilishwa kwa ubora wao. Vipengele hivi vya mbinu ya Kifaransa vinapaswa kuzingatiwa wakati wa kuboresha mbinu ya kiwango cha ndani.

Bibliografia

1. Baklanova O.N. Vinywaji vya kaboni vya microporous kulingana na malighafi ya mboga / Jarida la Kemikali la Kirusi. - 2004. - Nambari 3. - S. 89-94.

2. Kingle H., Bader E. Makaa yanayotumika na matumizi yao ya viwandani. - L.: Kemia, 1984. - 216 p.

3. Koganovsky A.M., Levchenko T.M., Kirichenko V.A. Adsorption ya vitu vilivyoharibika. - L.: Naukova Dumka, 1977. - 223 p.

4. Roshchina T. M. Matukio ya Adsorption na uso / jarida la elimu la Sorosovsky. - 1998. - Nambari 2. - S. 89-94.

5. Shumyatsky Yu.I. Michakato ya adsorption: kitabu cha maandishi. posho. -M., 2005. - 164 p.

6. Keltsev N.V. Misingi ya teknolojia ya adsorption. - M.: Kemia, 1984. - 592 p.

7. Avgushevich I.V., Bronovets T.M. Mbinu za Kawaida za Kupima Makaa. Uainishaji wa makaa ya mawe. - M.: NTK "Trek", 2008. - 368 p.

8. Petrodarco iliyoamilishwa kaboni - kaboni iliyoamilishwa yenye ufanisi kwa ajili ya kuondoa misombo ya macromolecular na chembe za mafuta ya madini kutoka kwa ufumbuzi wa kunyonya [rasilimali ya kielektroniki] // Maktaba ya Norit Digital. - 2011. - URL: http://tdtka.ru/wp-content/uploads/ 2012/10/3.2.-Aktivirovannyie-ugli-Petrodarco.pdf (tarehe ya kufikia: 10/5/2014).

9. Silin M.P. teknolojia ya sukari. - M.: Kitabu juu ya mahitaji, 1967. - 625 p.

1. Baklanova O.N. Mikroporistye uglerodnye adsorbenty na osnove rastitelnogo syrya. Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal, 2004, No. 3, uk. 89-94.

2. Kingle Kh., Bader E. Aktivnye ugli i ikh promyshlennoe mkuu-nenie. Moscow: Khimiya, 1984. 216 p.

3. Koganovskiy A.M., Levchenko T.M., Kirichenko T.A. Adsorbtsiya rastvorennykh veschestv. Leningrad: Naukova Dumka, 1977. 223 p.

4. Roschina T.M. Adsorbtsionnye yavleniya i poverkhnost. Sorosovskiy obrazovatelnyy zhurnal, 1998, No. 2, uk. 89-94.

5. Shumyatskiy Yu.I. Adsorbtsionnye protsessy. Moscow, 2005. 164 p.

6. Keltsev N.V. Osnovy adsorbtsionnoy tekhniki. Moscow: Khimiya, 1984. 592 p.

7. Avgushevich I.V., Bronovets T.M. Njia ya kawaida ni pyrtaniya ugley. klassifikatsia ugley. Moscow: NTK "Trek", 2008. 368 p.

8. Aktivirovannye ugli Petrodarco - effektivnye activirovannye ugli dlya udaleniya vysokomolekulyarnykh soedineniy i chastits mineralnykh masel iz adsorbtsionnykh rastvorov. Maktaba ya Dijitali ya Norit, 2011, inapatikana kwa: http://tdtka.ru/wp-content/uploads/2012/10/3.2.-Aktivirovannyie-ugli-Petrodarco.pdf (ilipitiwa tarehe 5 Oktoba 2014).

9 Silin M.P. Tekhnologia sakhara. Moscow: Kniga po trebovaniyu, 1967. 625 p.

Belousov Konstantin Sergeevich (Perm, Russia) - mwanafunzi wa kuhitimu wa Idara ya Sayansi ya Vifaa vya Poda, Chuo Kikuu cha Kitaifa cha Utafiti wa Perm (614990, Perm, Komsomolsky pr., 29, barua pepe: [barua pepe imelindwa]).

Minkova Anfisa Andreevna (Perm, Russia) - mwanafunzi mkuu wa idara ya sayansi ya vifaa vya unga wa Chuo Kikuu cha Kitaifa cha Utafiti wa Perm (614990, Perm, Komsomolsky pr., 29; barua pepe: [barua pepe imelindwa]).

Generalova Ksenia Nikolaevna (Perm, Russia) - mwanafunzi mkuu wa idara ya sayansi ya vifaa vya unga wa Chuo Kikuu cha Kitaifa cha Utafiti wa Perm (614990, Perm, Komsomolsky pr., 29; barua pepe: [barua pepe imelindwa]).

Olontsev Valentin Fedorovich (Perm, Russia) - Daktari wa Sayansi ya Ufundi, Profesa wa Idara ya Sayansi ya Vifaa vya Poda ya Chuo Kikuu cha Kitaifa cha Utafiti wa Perm (614990, Perm, Komsomolsky pr., 29; barua pepe: [barua pepe imelindwa]).

Kuhusu waandishi

Konstantin S. Belousov (Perm, Shirikisho la Urusi) - mwanafunzi aliyehitimu, idara ya vifaa vya poda, Chuo Kikuu cha Kitaifa cha Utafiti wa Perm (Komsomolsky av., 29, Perm, 614990, Shirikisho la Urusi, barua pepe: [barua pepe imelindwa]).

Anfisa A. Minkova (Perm, Shirikisho la Urusi) - mwanafunzi mkuu, idara ya vifaa vya poda, Chuo Kikuu cha Kitaifa cha Utafiti wa Perm (Komsomolsky av., 29, Perm, 614990, Shirikisho la Urusi; barua pepe: [barua pepe imelindwa]).

Kseniya N. Generalova (Perm, Shirikisho la Urusi) - mwanafunzi mkuu, idara ya vifaa vya poda, Chuo Kikuu cha Kitaifa cha Utafiti wa Perm Polytechnic (Komsomolsky av., 29, Perm, 614990, Shirikisho la Urusi, barua pepe: [barua pepe imelindwa]).

Valentin F. Olontsev (Perm, Shirikisho la Urusi) - daktari wa sayansi ya kiufundi, profesa, idara ya vifaa vya poda, Chuo Kikuu cha Kitaifa cha Utafiti wa Perm (Komsomolsky av., 29, Perm, 614990, Shirikisho la Urusi; barua pepe: [barua pepe imelindwa]).

Mada: Uchunguzi wa uwezo wa utangazaji wa kaboni iliyoamilishwa

Kazi ya utafiti

Imekamilika:

Ermakova Ksenia, Romanchuk Leonid, wanafunzi wa daraja la 8A

Mkuu: Rybakova Elena Nikolaevna,

mwalimu wa kemia.

Lengo: Jifahamishe na uwezo wa utangazaji wa kaboni iliyoamilishwa

• Kazi :

• 1. Jifunze maandiko kuhusu suala hili.
• 2. Fanya majaribio na kaboni iliyoamilishwa na ufikie hitimisho linalofaa.
• 3. Kusoma historia ya kuundwa kwa mask ya kwanza ya gesi.

Lengo la utafiti: adsorption ya dutu.

Mada ya masomo: adsorption ya kaboni iliyoamilishwa.

Mbinu za utafiti: kinadharia, majaribio, majaribio

Nadharia:

• Tunataka kuhakikisha kwa vitendo kwamba kaboni iliyoamilishwa kweli ina mali isiyo ya kawaida na ya kuvutia na ina uwezo wa kunyonya dutu na vitu vya gesi kutoka kwa miyeyusho.

IMEWASHWA

Kaboni iliyoamilishwa

MAKAA YA MAKAA

IMEWASHWA

MAKAA YA MAKAA NI:

KITU CHENYE KINYWAJI AMBACHO HUZALISHWA KUTOKA KATIKA VIFAA MBALIMBALI VYENYE KABONI VYENYE ASILI HAI: MKAA, MAKAA YA MAKAA NA KOKI YA PETROLI.

INA IDADI KUBWA YA PORES NA HIVYO INA USO MAALUMU KUBWA SANA KWA MISA WA KITENGO, KUTOKANA NA AMBAPO INA UWEZO WA JUU WA KUPIGA. INAYOTUMIKA KATIKA DAWA NA KIWANDA KUTENGA VITU MBALIMBALI.

• Adsorption - kunyonya kwa gesi, mvuke au vimiminika kwa safu ya uso ya kingo (adsorbent) au kioevu;

Utafiti wetu

Uzushi wa adsorption

tutaonyesha

majaribio yafuatayo.

Uzoefu #1

Tunahitaji:

• Flasks 2 za gorofa-chini.
• taa ya roho
• Mechi
• Vijiko 2 kwa ajili ya kuchoma dutu.
• Maua
• Sulfuri
• Kaboni iliyoamilishwa

Tunaweka maua katika kila chupa ya gorofa-chini. Katika chupa No. 3 tunaweka kaboni iliyovunjika iliyoamilishwa. Tunaweka kiasi kidogo cha sulfuri katika kila kijiko kinachowaka. Tunaleta vijiko kwenye moto wa taa ya pombe. Endelea joto hadi sulfuri ianze kuwaka. Sasa tunaweka kila kijiko kwenye chupa Nambari 2 na Nambari 3, funga kifuniko kwa ukali. Baada ya muda fulani, katika chupa Nambari 2 tunaona kwamba maua yamebadilika, na katika chupa Nambari 3 maua hubakia rangi sawa.

Hitimisho kutoka kwa uzoefu Na. 1

• Katika jaribio la 1, kaboni iliyoamilishwa ilifyonza oksidi ya sulfuri na rangi ya maua katika chupa Nambari 3 ilibakia bila kubadilika. Katika chupa namba 2, oksidi ya sulfuri iliyotengenezwa (IV) ilibadilisha rangi ya maua. Hii ina maana kwamba kaboni iliyoamilishwa ni adsorbent nzuri ya gesi. .

Uzoefu #2

Tunahitaji:

• chujio cha karatasi
• Kupima silinda
• 2 glasi
• Kaboni iliyoamilishwa
• Litmus ya dutu (suluhisho)

Mimina litmus kwenye glasi Nambari 1 na Nambari 2. Ongeza mkaa ulioamilishwa kwenye kioo Nambari 2 na kuchanganya. Kisha suluhisho hili linapitishwa kupitia chujio cha karatasi. Baada ya suluhisho kuchujwa, tunalinganisha na suluhisho kwenye glasi ya 1. Na tunaona kuwa suluhisho lililochujwa limebadilika rangi.

Hitimisho juu ya uzoefu nambari 2 na nambari 3

• Katika jaribio la 2, suluhisho likawa lisilo na rangi, kutokana na adsorption kaboni iliyoamilishwa dutu ya rangi iliyoyeyushwa.
• Kaboni iliyoamilishwa kwa kuchagua inachukua vitu kutoka kwa suluhisho, ambayo inahusishwa na saizi ya molekuli ya dutu iliyoyeyushwa .

Hitimisho

• Tumeona kwa vitendo kwamba kaboni iliyoamilishwa kweli ina sifa zisizo za kawaida za utangazaji. Yaani, kwa kuzingatia maarifa ya kaboni iliyoamilishwa, N.D. Zelinsky aligundua kinyago cha gesi. Tunajivunia kuwa mwenzetu alikuwa wa kwanza kuvumbua barakoa ya gesi, na hivyo kuokoa maisha ya watu wengi.
• Mwanadamu, akiboresha mara kwa mara katika nyanja mbalimbali, ana nafasi ndogo sana ya kupata kifyonzaji chenye nguvu zaidi kuliko kaboni iliyoamilishwa. Kwa hivyo, kwa kusoma kemia, tunatumai kuendelea kupanua maarifa yetu na kujifunza zaidi juu ya mali ya vitu vinavyohusika vya ulimwengu unaotuzunguka.

HISTORIA YA MASK YA GESI

MNAMO MWAKA wa 1915, PROFESA NIKOLAI DMITRIEVICH ZELENSKY ALIONA MKAA KUWA NDIO KINYWAJI CHENYE CHENYE SUMU ZAIDI. AKATAFUTA NJIA ZA KUIWASHA, I.E. ONGEZEKO KUBWA LA UPOROSI. GRAMU MOJA YA CARBON ILIYOKUWA ILIYOENDELEA SANA ILIYOWASHWA SANA INA USO UNAOFANYA WA MITA 15 ZA SQUARE.

Muhtasari wa nyenzo

Utangulizi

Matukio ya adsorption yameenea sana katika asili hai na isiyo hai. Miamba na udongo ni nguzo kubwa na adsorbents, kwa njia ambayo ufumbuzi wa maji na gesi huhamia. Tissue ya mapafu ya mamalia ni sawa na adsorbent - carrier ambayo hemoglobin ya damu inafanyika, ambayo inahakikisha uhamisho wa oksijeni kwa mwili. Kazi nyingi za chembe hai huhusishwa na uwezo wa uso wao kuchukua virutubisho kutoka nje. Hata hisi zetu, kama vile kunusa na kuonja, hutegemea utegaji wa molekuli za vitu vinavyolingana kwenye cavity ya pua na kwenye ulimi.

Jambo la adsorption limejulikana kwa muda mrefu sana. Vifaa vya asili kama vile mchanga na udongo vimetumika kusafisha maji tangu kuanzishwa kwa jamii ya wanadamu. Mwishoni mwa karne ya 18, K. Scheele na wakati huo huo F. Fontana waligundua uwezo wa mkaa safi wa kufyonza gesi mbalimbali kwa wingi mara kadhaa zaidi kuliko ujazo wake. Hivi karibuni ikawa wazi kuwa kiasi cha kufyonzwa kinategemea aina ya makaa ya mawe na asili ya gesi.

WALE. Lovitz mnamo 1785 aligundua hali ya utangazaji wa kaboni katika njia ya kioevu, aliisoma kwa undani na kupendekeza matumizi ya makaa ya mawe kwa ajili ya utakaso wa dawa, pombe, divai, na misombo ya kikaboni. Lovitz alionyesha kuwa mkaa uliweza kusafisha haraka maji yaliyoharibika na kuyafanya yanywe. Na sasa kanuni kuu ya uendeshaji wa filters za maji ni vifaa vya kaboni, bila shaka, kisasa zaidi kuliko makaa ya asili.

Adsorption ya vitu vya sumu kutoka kwa hewa ilitumiwa na N.D. Zelinsky wakati wa kuunda mask ya gesi wakati wa Vita Kuu ya Kwanza.

Leo, adsorption hufanya msingi wa shughuli nyingi za viwanda na utafiti wa kisayansi. Adsorption hutumiwa kusafisha gesi kutoka kwa uchafu na vitu vyenye madhara, kutoa bidhaa za thamani kutoka kwa miyeyusho, kama vile misombo adimu ya chuma, na kutenganisha kemikali mbalimbali.

Masomo ya adsorption, kama mchakato unaotokea kwenye uso wa dutu, yanahusiana kwa karibu na maendeleo ya teknolojia ya semiconductor, dawa, ujenzi, na masuala ya kijeshi. Michakato ya utangazaji ina jukumu muhimu katika kuchagua mkakati wa ulinzi wa mazingira.

Madhumuni ya utafiti: utafutaji na utafiti wa taarifa kuhusu adsorption, kuanzisha na maelezo ya majaribio yanayoonyesha jambo la adsorption.

Ili kufikia lengo, kazi zifuatazo ziliwekwa:

1. Utafutaji na jumla wa habari kuhusu uzushi wa adsorption.

2. Kuzingatia aina mbalimbali za adsorbents.

3. Kuweka na maelezo ya majaribio yanayoonyesha uzushi wa adsorption.

4. Uchambuzi wa matokeo yaliyopatikana wakati wa majaribio juu ya adsorption.

5. Kuandika hitimisho na hitimisho kuhusu mchakato wa kujifunza jambo la adsorption.

6. Prototyping ya vifaa, mifano.

7. Kusoma uwezekano wote wa mchakato kama vile adsorption.

Wakati wa kuandika kazi, njia zifuatazo za utafiti zilitumika: njia ya kihistoria, njia ya uchambuzi wa fasihi juu ya adsorption na matumizi yake, njia ya majaribio.

Sura ya 1

Adsorption. Habari za jumla

Adsorption- ngozi ya vitu vya gesi au kufutwa na uso wa imara.

Mchakato wa nyuma - kutolewa kwa vitu hivi vilivyofyonzwa - unyonge.

Adsorption ni jambo la ulimwengu wote na la kila mahali ambalo hufanyika kila wakati na kila mahali ambapo kuna uhusiano kati ya vitu. Ya umuhimu mkubwa wa vitendo ni adsorption ya surfactants na adsorption ya uchafu kutoka gesi au kioevu na adsorbents maalum yenye ufanisi. Vifaa mbalimbali na juu uso maalum(eneo la uso wa 1 g ya adsorbent): kaboni ya porous (fomu ya kawaida ni kaboni iliyoamilishwa), geli za silika, zeolites, na vikundi vingine vya madini asilia na vitu vya syntetisk.

Dutu ambayo adsorption ya uso hutokea inaitwa adsorbent, na dutu inayofyonzwa kutoka kwa gesi au kioevu - adsorbate. Kulingana na asili ya mwingiliano kati ya molekuli ya adsorbate na adsorbent, adsorption kawaida hugawanywa katika adsorption ya kimwili na chemisorption. Utangazaji mdogo wa kimwili hauambatani na mabadiliko makubwa katika molekuli za adsorbate. Husababishwa na nguvu za kiingilizi ambazo hufunga molekuli katika vimiminika na baadhi ya fuwele na kujidhihirisha katika tabia ya gesi zilizobanwa sana. Wakati wa chemisorption, molekuli za adsorbate na adsorbent huunda misombo ya kemikali. Adsorption mara nyingi inaendeshwa na nguvu za kimwili na kemikali, kwa hiyo hakuna mpaka wazi kati ya adsorption ya kimwili na chemisorption.

Kiasi cha adsorption, yaani, kiasi cha gesi ya adsorbed (au mvuke), inaonyeshwa kwa vitengo tofauti, lakini mara nyingi katika moles ya dutu ya adsorbed kwa 1 g ya adsorbent. Ni wazi kwamba thamani ya adsorption ya dutu fulani ni ya juu zaidi, zaidi ya kupatikana kwa uso wa adsorbent kwa dutu hii. Kwa hiyo, eneo maalum la uso S linatolewa kama tabia ya yabisi.

Aina tofauti za adsorption ( chemisorption, adsorption kimwili, adsorption ulioamilishwa) katika mazoezi mara nyingi hutokea wakati huo huo. Kwa hivyo mara nyingi utangazaji wa mwili na ulioamilishwa hujumuishwa, na kwa joto la chini huendelea - ya kwanza, kwa joto la juu la pili. Licha ya upekee wa matukio yanayozingatiwa, hakuna nguvu maalum zinazosababisha adsorption. Hapa, ni nguvu za kawaida tu za mvuto wa kuheshimiana kati ya atomi na molekuli, kama matokeo ya ambayo vifungo vinatokea kati ya dutu iliyoingizwa na kinyonyaji.

Utaratibu huu pia ni mzuri sana katika kuboresha mazingira. Kila siku, kiasi kikubwa cha dioksidi kaboni hutolewa kwenye anga, ambayo husababisha athari ya chafu na mabadiliko ya hali ya hewa. Dioksidi kaboni husababisha madhara makubwa kwa afya ya binadamu. Kuongezeka kwa mkusanyiko wa kaboni dioksidi huathiri afya ya binadamu, kwa kuwa chini ya ushawishi wake pH ya damu hupungua, ambayo husababisha acidosis, athari ya chini ya matokeo ya acidosis ni hali ya overexcitation na shinikizo la damu wastani. Kadiri kiwango cha acidosis inavyoongezeka, kusinzia na hali ya wasiwasi huonekana. Moja ya matokeo ya mabadiliko haya ni kupungua kwa hamu ya kufanya mazoezi na kufurahia shughuli za kimwili. Wanasayansi wamegundua kuwa dioksidi kaboni, hata katika viwango vya chini, huathiri vibaya utando wa seli ya binadamu na inaweza kusababisha mabadiliko hayo ya biochemical katika mwili kama ongezeko la CO 2, ongezeko la mkusanyiko wa ioni za bicarbonate, acidosis, nk. kama nitrojeni dioksidi (NO 2)

Sura ya 2

USO WA FUWELE

Wakati wa Vita vya Kwanza vya Kidunia, Ujerumani ilikuwa ya kwanza ya mamlaka kutumia mawakala wa vita vya kemikali. Wakati uhalifu huu ulipojulikana, mwanasayansi mkuu Nikolai Dmitrievich Zelinsky aligundua kifaa maalum ambacho kililinda watu kutokana na kemikali za kijeshi. Kifaa hiki kinaitwa mask ya gesi ya kaboni, ambayo iliokoa maisha ya makumi ya maelfu ya watu wasio na hatia. Mask iliyotengenezwa na Zelinsky ni mfano wa mask ya kisasa ya gesi. Sanduku lililojaa poda ya makaa ya mawe ni sehemu kuu ya mask ya gesi. Kisha tutajaribu kuelewa ni nini hatua ya poda hiyo inategemea na jinsi inaweza kulinda dhidi ya hatua ya gesi yenye sumu.

Ndogo lakini mbali

Hebu tufikiri kwamba katika sanduku la mask ya gesi kuna kipande cha makaa ya mawe ya molekuli sawa badala ya poda ya makaa ya mawe. Nashangaa nini kitatokea ikiwa utaingia kwenye eneo la shambulio la gesi na mask kama hiyo ya gesi? Je, inaweza kulinda dhidi ya gesi zenye sumu? Inageuka sio. Shida nzima iko kwenye poda kutoka kwa sanduku. Naam, basi ni nini kinachofautisha poda kutoka kwa kipande rahisi cha makaa ya mawe?Makaa ya mawe yaliyoandaliwa maalum, ambayo huitwa ulioamilishwa, hutumiwa katika mask ya gesi. Makaa ya mawe kama hayo yana uso mkubwa zaidi kwa kila kitengo, na hivyo hutofautiana na makaa ya mawe ya kawaida. Inafanana na mti ulioliwa na minyoo, kwani chembe zake zimejaa pores. Sehemu ya uso ya kaboni iliyoamilishwa kwa kila kitengo, inayoitwa uso maalum, inageuka kuwa mamilioni ya mara kubwa kuliko uso maalum wa kipande kigumu. Gramu moja ya kaboni iliyoamilishwa ina eneo la uso zaidi ya 1000 m 2 . Hebu fikiria: kipande kidogo, kilichoandaliwa maalum na kusagwa kuwa poda, hupata uso mkubwa. Katika poda hiyo, si sehemu ndogo ya molekuli na atomi inaonekana juu ya uso. Na ni ukweli huu unaoelezea athari ya kinga ya mask ya gesi: kwa kuwa atomi za uso wa makaa ya mawe "huzuia" atomi za gesi zenye sumu ambazo hupita kwenye mask ya kupumua. Basi kwa nini atomi za uso zinaweza kunyonya gesi yenye sumu, lakini si kwa wingi? Tutaelewa.

Kwa nini atomi haina raha juu ya uso?

Tunafahamu vyema kwamba kioo kina kimiani kilichopangwa na cha ulinganifu, ambamo kila chembe inachukua nafasi iliyoainishwa madhubuti. Atomi za kioo, kwa upande wake, huingiliana na kila mmoja, na kwa sababu hiyo, kila chembe huunda "vifungo" imara na majirani zake. Idadi ya majirani wa karibu wa atomi katika kimiani fulani cha fuwele inaitwa nambari ya uratibu na ni sifa ya fuwele. Mahali popote ndani ya fuwele, atomi daima itakuwa na idadi ya majirani sawa na nambari ya uratibu. Je, ikiwa atomi iko juu ya uso?

Hebu fikiria fuwele iliyo katika ombwe. Atomi ziko juu ya uso hazina majirani pande zote, kwa upande mmoja, hakuna atomi kabisa (Mchoro 1). Kwa hivyo, tunaweza kuhitimisha kwamba atomi juu ya uso ina idadi tofauti ya uratibu kuliko atomi ndani ya kioo.

Kwa mfano, atomi ndani ya kioo na kimiani za ujazo (kama katika Mchoro 1) ina majirani sita, wakati atomi juu ya uso ina tano tu. Kwa hivyo, sehemu ya vifungo vinavyowezekana vya atomi ya uso bado haijatumiwa, na nishati ya atomi kama hiyo ni kubwa kuliko ile ya atomi inayoishi ndani ya fuwele. Uwepo wa uso haufai kwa nguvu, kwani huongeza nishati ya fuwele kwa ujumla. Atomu za uso huwa na kwenda ndani ya fuwele, hujizunguka na atomi zao asili, hutumia vifungo vyote vinavyowezekana na hivyo kupunguza nguvu zao. Walakini, fuwele yoyote halisi inachukua eneo ndogo la nafasi, uso upo, na mtu anahitaji kuwa juu yake. Zaidi ya hayo, atomi ziko juu ya uso si kwa "makosa" yoyote, lakini kwa ajali. Kama katika wimbo maarufu: "Wacha mtu awe na bahati, lakini mtu sio."

Kwa hivyo, tunaona kwamba uundaji wa uso unahusishwa na gharama fulani za nishati, na sifa kuu ya uso ni nishati ya uso - nishati inayohitajika kuunda uso wa eneo la kitengo.

Kufikia sasa tumekuwa tukizungumza juu ya fuwele kwenye utupu. Hata hivyo, kwa kawaida vitu viko katika mazingira halisi, na mwingiliano na mazingira huanza kwa usahihi kutoka kwa uso.

Sura ya 3

Aina za adsorbents

Adsorbents imegawanywa katika zisizo na vinyweleo na yenye vinyweleo. Eneo maalum la uso zisizo na vinyweleo adsorbents huanzia mia hadi mamia ya m 2 / g. Inaweza kukadiriwa jinsi uso wa mchemraba thabiti wa mwili na makali ya cm 1 huongezeka kama matokeo ya kusagwa ndani ya cubes ya ukubwa sawa na makali ya 500 nm (1 nm = 1 × 10 -9 m). Inatokea kwamba uso wa cubes ndogo huongezeka mara 20,000.

yenye vinyweleo adsorbents wanajulikana kwa kuwepo kwa mfumo wa pores (chaneli), ambayo ni cavities katika mwili imara, kawaida kuunganishwa na kuwa na maumbo tofauti na ukubwa. Katika miili mingi ya porous, uso wa ndani wa pores ni makumi, mamia na hata maelfu ya mara kubwa kuliko moja ya nje. Inafurahisha, 1 cm 3 ya silika ya kawaida ya porous ina eneo la karibu 90 m 2.

Vimiminika au vimiminika ambavyo vina eneo kubwa la uso mahususi na hutumika kunyonya gesi, mivuke, au viyeyusho. Shughuli ya adsorbents ina sifa ya kiasi cha dutu kufyonzwa na kitengo cha wingi wao au kiasi. Shughuli ya juu inayopatikana kwa wakati wa usawa kwa joto fulani na mkusanyiko wa dutu iliyoingizwa katika awamu ya gesi ni shughuli ya tuli ya usawa.

Nyenzo anuwai zilizo na eneo maalum la juu zinaweza kutumika kama vifyonza vya gesi ngumu na mvuke: kaboni ya porous (fomu inayojulikana zaidi ni kaboni iliyoamilishwa), na adsorbents za madini: gel ya silika, gel ya aluminosilica, resini mbalimbali za kubadilishana ioni, zeolite, kama pamoja na vikundi vingine vya vifaa vya asili na vitu vya syntetisk.

3.1 adsorbents asili

Adsorbents ya asili iliyopatikana kutoka kwa malighafi ya mboga au madini pia ina muundo wa porous ulioendelezwa.

adsorbents asili ni pamoja na baadhi ya aina ya udongo, tripoli, flasks, diatomites, bauxites, serpentine, ascanglina, Crimean keel, natrolite, kaolin.

Nzuri adsorbents asili ni mchanga wa chini, hasa zenye matope. Wana uwezo wa kukusanya viwango vya kuongezeka kwa uchafuzi ikilinganishwa na maudhui yao katika maji ya hifadhi hiyo.

kaboni iliyoamilishwa- adsorbents ya asili ya kikaboni (kutoka makaa ya mawe, peat, vifaa vya mbao, taka za uzalishaji wa karatasi, mifupa ya wanyama, shells za njugu, mbegu za matunda, nk). Mara nyingi, vitu vya asili ya mmea hutumika kama nyenzo iliyo na kaboni kwa utengenezaji wa kaboni hai. Kwa hiyo, jina la kaboni iliyoamilishwa mara nyingi huhusishwa na jina la nyenzo za chanzo: mkaa, sukari, damu, mfupa.

Wana mali bora ya adsorbing, kutokana na muundo wao wa porous, huchukua aina mbalimbali za vitu vyenye madhara - sumu, sumu, metali nzito, gesi.

Alumina hai

zeolites asili(ungo za molekuli) ni fuwele ambazo zina sifa ya vinyweleo vya ukubwa uliobainishwa kabisa, kwa hivyo, ni molekuli zile tu ambazo kipenyo chake ni chini ya au sawa na saizi ya pore ya adsorbent inayotumika inaweza kunyonya fuwele hizi.Matumizi yake ni mapana sana: kutoka kwa kutumia kama vichocheo vya michakato mingi ya kusafisha petrokemikali na mafuta kwa takataka ya paka na viungio vya kulisha wanyama na ndege ambavyo vinajaza hitaji la madini na kuboresha kimetaboliki kwa sababu ya sifa zao za utangazaji.

Kutoka kwa zeolite za asili, ikiwa ni pamoja na fomu za juu-silica zinazopinga asidi, clinoptilolite, mordenite, na erionite zinajulikana. Maudhui ya zeolites sahihi katika amana fulani hufikia 80-90%, na katika baadhi ya matukio hata huzidi maadili haya. Kutoka kwa amana zilizoendelea, zeolite za asili huja kwa namna ya nafaka zisizo za kawaida za ukubwa fulani, zilizopatikana kwa kusagwa na uainishaji uliofuata wa miamba inayofanana yenye zeolite. Hata hivyo, kuwepo kwa uchafu mbalimbali na miamba inayohusishwa katika zeolites asili, pamoja na ugumu wa utajiri, huzuia matumizi yoyote muhimu kwao kutatua matatizo ya kusafisha gesi za kutolea nje katika hali ya viwanda.

gel ya silika ni gel kavu ya asidi ya silicic. Geli za silika kawaida hupatikana kwa kutenda kwenye glasi ya maji na asidi hidrokloric au sulfuriki. Geli za silika zinazozalishwa zinajulikana na ukubwa wa pores na chembe. Geli za silika hutumiwa hasa kwa kukausha hewa, dioksidi kaboni, hidrojeni, oksijeni, nitrojeni, klorini na gesi nyingine za viwanda.

3.2 Adsorbents ya Bandia

Alumogels

Alumina hai iliyopatikana kutoka kwa hidroksidi ya alumini ya kibiashara kwa kutibu kwa soda ya caustic na kunyesha na asidi ya nitriki. Inatumika kama kikausha katika michakato mbalimbali ya viwanda vya kemikali, petrochemical, hasa, wakati wa kukausha gesi asilia na gesi nyingine za hidrokaboni katika hali ya kioevu na gesi.

Chapa kuu za alumina hai zinazozalishwa na tasnia ya ndani ni CHEMBE za silinda na kipenyo cha 2.5-5.0 mm na urefu wa 3-7 mm, pamoja na CHEMBE za mpira zilizo na kipenyo cha wastani cha 3-4 mm. Uso maalum wa geli za alumini ni 170-220 m2/g, jumla ya kiasi cha pore ni kati ya 0.6-1.0 cm3/g, wastani wa mduara wa pore na msongamano wa gravimetric wa granules ya silinda na spherical ni (6-10) * 10 -9, kwa mtiririko huo na (3-4) * 10-9 m na 500-700 na 600-900 kg / m3. Tofauti na gel za silika, alumogels ni sugu kwa unyevu wa kushuka. Wao hutumiwa kukamata misombo ya kikaboni ya polar na gesi kavu.

Zeolite

Ni aluminosilicates zilizo na oksidi za madini ya alkali na alkali ya ardhi na zinaonyeshwa na muundo wa kawaida wa pore, vipimo vyake vinalingana na saizi ya molekuli, ambayo pia iliamua jina lao lingine - "sieves za Masi". Fomula ya jumla ya kemikali ya zeolites ni Me2 / nO * Al2O3 * xSiO2 * yH2O, (ambapo Me ni cation ya chuma ya alkali, n ni valence yake). Muundo wa kioo (mifupa ya aluminosilicate) ya zeolites huundwa na SiO4 na A1O4 tetrahedra, malipo yao mabaya ya ziada yanalipwa na malipo mazuri ya cations za chuma zinazofanana. Cations za Zeolite chini ya hali fulani za usindikaji wao zinaweza kubadilishwa na cations zinazofanana za ufumbuzi katika kuwasiliana nao, ambayo inafanya uwezekano wa kuzingatia zeolite kama wabadilishanaji wa mawasiliano. Unyonyaji wa dutu hutokea hasa katika mashimo ya adsorption ya zeolites, ambayo yanaunganishwa kwa kila mmoja na madirisha ya kuingilia ya ukubwa uliowekwa madhubuti. Molekuli tu ambazo kipenyo muhimu (kipenyo kando ya mhimili mdogo zaidi wa molekuli) ni chini ya kipenyo cha dirisha la kuingilia zinaweza kupenya kupitia madirisha.

Zeolites hupatikana kwa synthetically na huchimbwa wakati wa maendeleo ya amana za asili. Miongoni mwa dazeni nyingi za zeolite tofauti za synthetic, katika kutatua shida za kusafisha gesi, zeolite za kusudi la jumla zinazozalishwa kibiashara za chapa za NaA, CaA, CaX, na Max, ambazo zinaonyeshwa na kipenyo cha dirisha la kuingiza, hutumiwa sana. Zeolite za syntetisk huzalishwa kibiashara kwa namna ya chembechembe za silinda na spherical, kipenyo chake ambacho kawaida ni 2-5 mm, huzalishwa na au bila binder (10-20% ya udongo) (katika kesi ya mwisho, nguvu ya mitambo ya granules. iko juu).

Zeolite zina uwezo wa juu zaidi wa utangazaji kwa jozi za misombo ya polar na dutu na vifungo vingi katika molekuli.

Zeolite NaA inaweza kunyonya vipengele vingi vya gesi za viwandani, kipenyo muhimu cha molekuli ambayo haizidi 4 * 10-9m.

Dutu hizi ni pamoja na H2S, CS2, CO2, NH3, diene ya chini na hidrokaboni asetilini, ethane, ethilini, propylene, misombo ya kikaboni iliyo na kundi moja la methyl katika molekuli, na kwa joto la chini la sorption pia CH4, Ne, Ar, Kr, Xe, O2. , N2, CO. Propani na misombo ya kikaboni yenye zaidi ya atomi tatu za kaboni kwa kila molekuli hazitangazwi na zeolite hii.

CaA zeolite ina sifa ya kuongezeka kwa utulivu katika mazingira yenye asidi kidogo, ambayo huamua uwezekano wa matumizi yake katika michakato ya decarbonization na desulphurization ya gesi. Zeolite hii ina uwezo wa kutangaza hidrokaboni na alkoholi za kawaida.

Zeoliti za aina X huvutia aina zote za hidrokaboni, salfa hai, misombo ya nitrojeni na oksijeni, hidrokaboni halojeni, penta- na decaborane. Kwa uingizwaji kamili wa kanisheni ya sodiamu na kasheni ya kalsiamu, CaX zeolite, tofauti na zeolite ya NaX, haitumii hidrokaboni zenye kunukia na derivatives zao na radicals yenye matawi.

Zeolite, kama geli za silika na alumina hai, zina sifa ya uwezo mkubwa wa kunyunyiza kwa mvuke wa maji. Pamoja na hili, zeolite hutofautishwa na uhifadhi wa shughuli ya juu ya kutosha kwa vipengele vinavyolengwa kwa joto la juu (hadi 150-250 ° C). Walakini, ikilinganishwa na aina zingine za adsorbents za viwandani, zina kiasi kidogo cha mashimo ya adsorption, kama matokeo ambayo yanaonyeshwa na maadili madogo ya kikomo cha adsorption. Uzito wa mvuto wa zeolite za synthetic ni 600-900 kg / m3.

kubadilishana ion

Ionites - misombo ya juu ya Masi - bado haijapata matumizi makubwa ya utakaso wa gesi za kutolea nje za viwanda. Hata hivyo, utafiti unafanywa kwenye; uchimbaji wa vipengele vya tindikali (oksidi za sulfuri na nitrojeni, halojeni, nk) kutoka kwa gesi kwenye kubadilishana anion na vipengele vya alkali kwenye kubadilishana kwa mawasiliano.

Sura ya 4

Masomo mwenyewe ya mali ya adsorption ya adsorbents mbalimbali

MAELEZO YA UZOEFU Na. 1 (matumizi ya kaboni iliyoamilishwa)

Nzuri sana adsorbent - makaa ya mawe. Na si jiwe, lakini mbao, na si tu ya mbao, lakini kazi (iliyoamilishwa). Makaa ya mawe hayo yanauzwa katika maduka ya dawa, kwa kawaida kwa namna ya vidonge. Tutaanza majaribio juu ya adsorption nayo.

Kuandaa ufumbuzi wa rangi ya wino wa rangi yoyote na kumwaga ndani ya bomba la mtihani, lakini si juu. Weka kibao cha mkaa ulioamilishwa, ikiwezekana kusagwa, ndani ya bomba la mtihani, funga kwa kidole chako na kutikisa vizuri. Suluhisho litaangaza mbele ya macho yako. Walibadilisha suluhisho kwa mwingine, pia rangi - gouache diluted. Athari itakuwa sawa. Na ikiwa unachukua tu vipande vya mkaa, vitachukua rangi dhaifu zaidi.

Hakuna kitu cha ajabu katika hili: kaboni iliyoamilishwa inatofautiana na kaboni ya kawaida kwa kuwa ina uso mkubwa zaidi. Chembe zake zimejaa pores (kwa hili, makaa ya mawe yanasindika kwa njia maalum na kuondolewa kutoka kwa uchafu wake). Na kwa kuwa adsorption ni ngozi na uso, ni wazi: uso mkubwa, ni bora kunyonya.

Matokeo ya jaribio yamewasilishwa katika (Kiambatisho 2)

MAELEZO YA UZOEFU Na. 2 (matumizi ya kaboni iliyoamilishwa, vijiti vya mahindi)

1. Adsorbents ni uwezo wa kunyonya vitu si tu kutoka kwa ufumbuzi. Chukua chupa ya glasi, tone tone moja la cologne au dutu nyingine yoyote ya harufu chini. Weka chupa kwenye taa ya roho ili joto kidogo kioevu chenye harufu - basi itayeyuka kwa kasi na harufu kali. Kwa mawimbi ya mwanga ya mkono, elekeza hewa kwenye pua pamoja na mvuke wa dutu hii.

Harufu inaonekana. Sasa weka mkaa ulioamilishwa ndani ya chupa, uifunge vizuri na kifuniko na uondoke kwa dakika chache. Ondoa kifuniko na uelekeze hewa tena kwako kwa wimbi la kiganja chako. Harufu imekwisha. Ilifyonzwa na adsorbent, au, kwa usahihi, molekuli za dutu tete zilifyonzwa, ambazo ziliwekwa kwenye jar.

2. Adsorbent nzuri sana ni mahindi yaliyopuliwa, au vijiti vya mahindi, hivyo kupendwa na wengi wetu. Bila shaka, haina maana ya kutumia pakiti au hata robo ya pakiti kwenye jaribio, lakini vipande vichache ... Rudia jaribio la awali na vitu vyenye harufu nzuri mbele ya vijiti vya mahindi - na harufu itatoweka kabisa. Bila shaka, baada ya uzoefu, haiwezekani tena kula vijiti.

Matokeo ya jaribio yamewasilishwa katika (Kiambatisho 1)

Sura ya 5

NJIA ZA UTANGAZAJI ZA USAFISHAJI WA GESI

Adsorption na vinywaji hutumiwa katika tasnia kutoa dioksidi ya sulfuri, sulfidi hidrojeni na misombo mingine ya sulfuri, oksidi za nitrojeni, mivuke ya asidi (НCI, HF, H2SO4), dioksidi kaboni na monoksidi, misombo anuwai ya kikaboni (phenol, formaldehyde, vimumunyisho tete) kutoka kwa gesi. .

Njia ya adsorption hutumia michakato inayotokea kati ya molekuli za gesi na vinywaji. Ikiwa hakuna mwingiliano kati ya kioevu cha atomi na gesi ya umwagiliaji, basi ufanisi wa ngozi ya vipengele kutoka kwa mchanganyiko wa mvuke-hewa imedhamiriwa tu na usawa wa mvuke-kioevu.

Kiwango cha kunyonya kwa gesi kwa kioevu inategemea:

a) utbredningen wa dutu kufyonzwa kutoka mkondo gesi kwa uso wa kuwasiliana na kunyonya kioevu;

b) mpito wa chembe ya gesi kwenye uso wa kioevu;

c) kueneza kwa vitu vilivyoingizwa katika kioevu cha kuosha, ambapo usawa umeanzishwa;

d) mmenyuko wa kemikali (ikiwa ipo).

Usafishaji wa ufyonzwaji hutumika kutoa vipengele muhimu kutoka kwa mkondo wa gesi na kuvirudisha kwenye mchakato wa kiteknolojia kwa matumizi tena, na kufyonza vitu vyenye madhara kutoka kwa gesi za moshi kwa madhumuni ya kusafisha gesi safi. Kawaida ni busara kutumia matibabu ya kunyonya wakati mkusanyiko wa uchafu katika mkondo wa gesi unazidi 1% (vol). Katika kesi hii, shinikizo fulani la usawa wa sehemu ya kufyonzwa iko juu ya suluhisho, na ngozi hutokea tu mradi shinikizo lake la sehemu katika awamu ya gesi ni kubwa kuliko shinikizo la usawa juu ya suluhisho. Katika kesi hiyo, ukamilifu wa uchimbaji wa sehemu kutoka kwa gesi unapatikana tu kwa countercurrent na ugavi wa absorber safi, ambayo haina dutu ya kutolewa, kwa absorber.

5.1 Utumiaji wa matibabu ya adsorption

Kusafisha kwa adsorption ni mchakato unaoendelea na, kama sheria, mzunguko, kwani ngozi ya uchafu kawaida hufuatana na kuzaliwa upya kwa suluhisho la kunyonya na kurudi kwake mwanzoni mwa mzunguko wa kusafisha. Matumizi ya njia ya kusafisha ngozi ni kwa sababu ya kiwango cha juu cha michakato ya kunyonya, ambayo inafanya uwezekano wa kuunda mitambo ya kusafisha gesi yenye utendaji wa hali ya juu, uwezekano wa kutumia njia ya kusafisha gesi zilizo na gesi hatari na vumbi, na, mwishowe. uzoefu mkubwa katika uendeshaji wa vifaa vya kunyonya katika michakato mbalimbali ya kiteknolojia, na hasa katika teknolojia ya kemikali.

5.2 Hasara na faida za njia ya adsorption ya utakaso wa gesi

Njia ya adsorption ya utakaso wa gesi sio bure kutoka kwa fulani hasara zinazohusiana hasa na wingi wa vifaa. Hii Njia hiyo haina maana kabisa katika uendeshaji na inahusishwa na gharama kubwa. Ubaya wa njia ya kunyonya ni pamoja na uundaji wa amana ngumu, ambayo inachanganya utendakazi wa vifaa, na kutu ya media nyingi za kioevu. Hata hivyo, licha ya mapungufu haya, njia ya kunyonya bado inatumiwa sana katika mazoezi ya kusafisha gesi, kwa vile inaruhusu kukamata chembe imara pamoja na gesi, ni rahisi katika vifaa na kufungua fursa za kutumia uchafu ulionaswa.

HITIMISHO

Katika kipindi cha kazi ya kisayansi, kiasi kikubwa cha nyenzo za fasihi juu ya adsorption ya mvuke wa nyenzo za porous kaboni zilizopatikana kutoka kwa malighafi mbalimbali zenye kaboni zilisomwa. Pia nilifanya prototypes za vifaa na mifano ambayo inaonyesha wazi ufanisi wa adsorption.

Uzalishaji wa sasa wa kimataifa wa nyenzo za kaboni ya porous unakaribia tani milioni moja kwa mwaka. Kwa sasa, mwelekeo wa kuahidi ni uzalishaji wa sorbents kutoka kwa taka mbalimbali za usindikaji wa kuni na malighafi ya mimea isiyo ya mbao. Matumizi hayo ya taka kutoka kwa viwanda mbalimbali hutuwezesha wakati huo huo kutatua tatizo la mazingira ya utupaji wao na kupanua orodha ya sorbents zinazofaa kwa matumizi katika nyanja mbalimbali. Hivi sasa, karibu 36% ya sorbents ya kaboni hutolewa kutoka kwa kuni, 28% kutoka kwa makaa ya mawe, 14% kutoka kwa makaa ya kahawia, 10% kutoka kwa peat, na karibu 10% kutoka kwa maganda ya nazi.

Kiwango cha kutumia sorbents kwa kutatua matatizo ya mazingira ni mdogo kwa gharama zao. Kuvutia malighafi za bei nafuu na kutengeneza suluhisho bora za kiteknolojia kwa usindikaji wao kunaweza kupunguza sana gharama ya bidhaa ya kibiashara.

Malighafi muhimu zaidi kwa ajili ya uzalishaji wa makaa yenye kazi ni kuni (kwa namna ya machujo ya mbao), mkaa, peat, coke ya peat, makaa ya mawe magumu na ya kahawia, pamoja na nusu ya coke ya kahawia.

Wasilisho

Maombi: