А. Г. Морачевский профессор, д Х. н. Физико-химические основы процессов разделения веществ

Вид материала

Реферат

Содержание Дистилляционные методы разделения Экстракционные методы разделения Кристаллизационные методы разделения

Подобный материал:

• Программа ХII международной конференции Физико-химические основы ионообменных процессов, 465.27kb.
• Программа ХI международной конференции Физико-химические основы ионообменных процессов, 195.73kb.
• Физико-химические основы разделения биазеотропных смесей 05. 17. 04 Технология органических, 285.92kb.
• Рабочая программа дисциплины б. 5 «Химические основы биологических процессов» Направление, 311.2kb.
• Контрольная работа По дисциплине физико-химические свойства и методы контроля качества, 77.41kb.
• Физико-химические основы процесса разделения «арсенита натрия гидролизного» на базовые, 258.81kb.
• Т. П. Перкель физико-химические и биохимические основы производства мяса и мясных продуктов, 1609.22kb.
• Программа дисциплины «Неорганическая химия», 23.21kb.
• I. Основы физических процессов в ядерных реакторах, 559.27kb.
• Гузеева Татьяна Ивановна доктор технических наук Профессор лекция, 351.77kb.

А. Г. Морачевский профессор, д.х.н.

Физико-химические основы процессов разделения веществ


1. Разделы курса. Введение и последовательное рассмотрение отдельных групп методов: дистилляционные методы; кристаллизационные методы; сорбционные методы (абсорбция, адсорбция, кратко  ионный обмен и хроматография); методы поверхностного разделения(пенное разделение, флотация и др.); экстракционные методы; методы мембранного разделения.


2. Темы и краткое содержание.


2.1. Введение. Значение методов разделения в химической технологии, в решении проблем экологии. Классификация методов разделения. Методы разделения и фазовые равновесия. Глубокая очистка веществ.

Краткие сведения из термодинамики гетерогенных систем (отчасти повторение). Принцип равновесия Гиббса, условия фазового равновесия, типы равновесий, условия термодинамической устойчивости фазы, правило фаз и особые случаи его применения, закрытые системы, общие принципы построения диаграмм фазового равновесия.


2.2. Дистилляционные методы разделения. Перегонка. Ректификация. Сложные типы диаграмм равновесия жидкость – пар и жидкость – жидкость – пар в бинарных и тройных системах. Процессы открытого испарения. Дистилляционные области в тройных системах. Области идеальной ректификации в тройных системах. Принципы расчета ректификационного процесса в реальных системах, источники данных. Периодическая и непрерывная ректификация. Представления об устройстве ректификационных колонн. Сведения о термодинамическом анализе диаграмм многокомпонентных систем.

2.3. Экстракционные методы разделения.

Экстракция из твердой фазы. Жидкостная экстракция. Различные типы диаграмм взаимной растворимости жидкостей в тройных системах. Схема процесса жидкостной экстракции. Надкритическая экстракция. Об экстракционных методах в аналитической химии.


2.4. Кристаллизационные методы разделения. Диаграммы растворимости и плавкости в бинарных и тройных системах (сложные случаи). Кристаллизация из раствора, из расплава, из газовой фазы. Диаграммы растворимости для тройных систем: две соли с общим ионом, при образовании кристаллогидратов, двойных солей, твердых растворов, диаграммы растворимости соли в бинарном растворителе. Тройные эвтектические системы, последовательность кристаллизации при охлаждении, поля кристаллизации. Примеры кристаллизационного разделения солей (разделение природных солей Соликамского месторождения, кристаллизация солей в заливе Кара-Багаз-гол). Метод зонной плавки.


2.5. Сорбционные методы разделения (в эту тему практически не входят методы хроматографии и ионного обмена, поскольку есть самостоятельные спецкурсы по этим направлениям).

Метод абсорбции. Принцип метода. Равновесие жидкость – газ (пар) в широком интервале давлений. Диаграммы равновесия в околокритической области. Примеры применения диаграмм.

Метод адсорбции. Принцип метода. Природные и искусственные адсорбенты. Теории адсорбции. Характеристики наиболее распространенных адсорбентов. Примеры применения метода.


2.6. Методы поверхностного разделения веществ. Адсорбция на границе твердая фаза – газ. Уравнение изотермы адсорбции Гиббса, уравнение Лэнгмюра. Метод пенного разделения, его варианты. Мицеллярное разделение.

Явление смачивания. Флотация, варианты метода флотации (пенная, масляная, пленочная). Широкое применение метода пенной флотации в гидрометаллургии. Флотореагенты.


2.7. Методы мембранного разделения. Принцип методов. Типы мембран, механизмы проницаемости, баромембранные процессы. Обратный осмос. Ультрафильтрация. Микрофильтрация. Диализ и электродиализ. Испарение через мембрану (первапорация) и мембранная дистилляция, газоразделение.


2.8. Заключение. Совокупность факторов, определяющих эффективность применения конкретного метода разделения. Некоторые физико-химические проблемы, решение некоторых существенных для оптимизации процессов разделения. О дисциплине и курсах “Теоретические основы химической технологии”, соотношение с прочитанным курсом.


3. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы. Вопросы для самостоятельной работы будут связаны, главным образом, с построением и анализом диаграмм фазового равновесия и относятся к темам: дистилляционные методы, кристаллизационные методы, методы экстракции.


4. Примерная тематика рефератов, курсовых работ.

Подготовка рефератов и курсовых работ по данному курсу не предусмотрена.


5. Лабораторный практикум.

Специального практикума по курсу не предусмотрено. Некоторые работы, выполняемые в практикумах по физической химии, имеют отношение к курсу как подготовительные (исследование равновесия жидкость – пар; изучение взаимной растворимости трех жидкостей; распределение карбоновых кислот между двумя несмешивающимися жидкостями и т.п.).


6. Примерный перечень вопросов к экзамену по всему курсу.

Перечень вопросов определяется преподавателем в соответствии с программой. В каждом экзаменационном билете будет вопрос об основах какого-либо из методов разделения и вопрос по построению и анализу фазовой диаграммы.


IV Формы контроля.

Итоговый контроль – экзамен в конце 8 семестра.


Рекомендуемая литература

1. 
   Г.Г.Девятых, Ю.Е. Еллиев. Введение в теорию глубокой очистки веществ. М., Наука, 1981.
   
2. С. Уэйлес. Фазовые равновесия в химической технологии, ч.I, ч.II, М., Мир, 1989.
   
3. А.Г. Морачевский, Н.А.Смирнова и др. Термодинамика равновесия жидкость – пар. Л.Химия, 1989.
   
4. А.И. Русанов, С.А. Левичев, В.Т.Жаров. Поверхностное разделение веществ. Л.Химия, 1981.
   
5. М. Мульдер. Введение в мембранную технологию. М.2000.
   
6. Ю.И. Дытнерский. Баромембранные процессы. Химия, 1986.
   
7. Трейбал Р. Жидкостная экстракция. М.Мир, 1966.
   
8. Л.Н.Москвин. Методы разделения и концентрирования в аналитической химии. Л.Химия, 1991.
   
9. В.Я.Аносов, С.А.Погодин. Основные начала физико-химического анализа. М.1947.
   
10. Аносов, Ю.Я.Фиалков. Основы физико-химического анализа. М.Наука,1976.
    
11. Д.А. Фридрихсберг. Курс коллоидной химии. Л.Химия, 1984.