Параметр адсорбции

[kika]

Здравствуйте, уважаемые коллеги!
Проводим апробацию одного соединения на предмет его способности адсорбировать красящее вещество.
Есть какой-нибудь простой параметр, которым можно характеризовать такую способность?
К примеру, может быть такой параметр - количество адсорбента, необходимое для того, чтобы полностью поглотить красящее вещество, допустим, из его 1-процентного раствора?
Заранее спасибо!

[ Post made via Android ]

[Smol]

Вам надо определить статическую обменную емкость (СОЕ) Вашего вещества в отношении определенного красителя. И сравнить ее с каким-то известным поглотителем, например, с активированным углем (лучше бы, конечно, не с ним, ибо это чемпион по сорбционной способности).
Методика измерения СОЕ довольно простая, ибо статическая обменная емкость (СОЕ) - это равновесная емкость определенной навески сорбента, определяемая в статических условиях при контакте с раствором заданного объема и состава за определенный интервал времени. Концентрация поглощаемого вещества в растворе падает, это падение замеряется каким-то прибором (в случае красителя - по интенсивности окраски, а как уж ее аппаратурно измерять - я, честно говоря, пока не знаю, всю жизнь определял чисто визуально. Может, фотоколориметром? Но этот прибор не везде есть и относительно дорогой).
Как этот анализ конкретно методически делается - написано, например, здесь, на стр. 5 http://www.sapropel.su/production/repor ... orbent.pdf в отношении сапропеля и нефтепродуктов, Вы можете адаптировать эту методику к своим условиям...
Ну, если то, что я нашел в сети, Вам не понравится - можно еще погуглить по словам "статическая обменная емкость" или коллег хроматографистов/ионообменщиков позвать на помощь.

[kika]

Спасибо огромное, коллега Smol!!!
Попробую все так и проделать.
Вот Вы написали, что активированный уголь является
чемпионом по сорбционной способности.
А ведь это идея принять его за точку отсчета...

[ Post made via Android ]

[Maryna]

сорбционная емкость = величина адсорбции (количественная характеристика, равная молю адсорбированного вещества на м2 поверхности адсорбента либо на единицу массы адсорбента)? Если краситель, то да, по изменению оптической плотности раствора определяется, сколько его поглотил абсорбент

[Smol]

А ведь это идея принять его за точку отсчета...

Идея не очень хорошая, ибо очень велика вероятность того, что любой исследуемый Вами поглотитель будет проигрывать по эффективности активированному углю. То есть - антиреклама Вашей разработки получается.
Поэтому за точку отсчета я взял бы какое-то другое обесцвечивающее вещество, силикагель скажем или какой-то цеолит.
Но у активированного угля есть и недостатки, один из них - это унос угольной пыли, попадание ее в продукт, некоторое зачернение/загрязнение его угольной взвесью.
Так что если у Вашего поглотителя таких проблем нет - можно и с активированным углем сравнивать, неплохо будет, если Вы достигните хотя бы 50% от поглощающей способности угля.

[Polychemist]

...статическая обменная емкость (СОЕ) - это равновесная емкость определенной навески сорбента, определяемая в статических условиях при контакте с раствором заданного объема и состава за определенный интервал времени.

Обычно определяют предельную ёмкость, т.е. увеличивают концентрацию сорбируемого вещества пока кривая количество в-ва в сорбенте vs концентрация в растворе не выйдет на предел. При этом сначала делают кинетику сорбции при нескольких концентрациях, чтобы определить, сколько времени надо держать до установления равновесия. Но для реальных дел важна и динамическая ёмкость, т.к. реальные сорбции/очистки делают обычно колонками. Ну там типа некая стандартная колонка, стандартная скорость потока и количество поглощённого в-ва до проскока.
Ну а уголь м.б. рекордсмен по уд. поверхности (хотя некоторые силикагели не согласны), но в смысле сорбции - отнюдь, например основание лучше ловить катионитом, кислоты - анионитом, ну а красители бывают очень разные, многие имеют заряд.

[kika]

Огромное спасибо, коллеги!

сорбционная емкость = величина адсорбции (количественная характеристика, равная молю адсорбированного вещества на м2 поверхности адсорбента либо на единицу массы адсорбента)?

Maryna, отдельное спасибо!
Мне эта формула показалась очень понятной и по этой формуле у меня вышло 0,21ммоль/г.
Правда, при этом значении не весь краситель поглатился - на картинке это видно.
Только теперь не знаю, может, уже само это маленькое значение говорит о том,
чтобы не тратить время больше с этим сорбентом.

[Maryna]

Если весь поглотился - может, это не предельная емкость? Надо добиться насыщения поверхности (а это достигается только при заведомом избытке красителя) и тогда делать выводы.
kika, дело в том, что сравнивать поглощающую способность по массам адсорбентов не совсем правильно (если только масса не является критичным фактором). Два адсорбента одинаковой массы могут иметь разную поверхность.
Поясню. Имеем два раствора красителя одинаковой концентрации. Опускаем в растворы два адсорбента. Устанавливается равновесие адсорбент-адсорбат, при этом изменение концентрации адсорбата в растворе зависит от 1. его начальной концентрации, 2. сродства в парах "адсорбент-адсорбат" и "адсорбент-растворитель" (растворитель может быть конкурентом), 3. истинной площади поверхности адсорбента (устанавливается специальными экспериментами). То есть наблюдаемое экспериментально изменение концентрации красителя может быть обусловлено как разным сродством адсорбенов, так и разной удельной поверхностью.

[kika]

Спасибо, Maryna, за объяснения!
Может, конечно, по массам и не правильно сравнивать,
но зато так удобно!
Не надо ломать голову над расчетом удельной поверхности, которая наверняка с разбегу не считается.
Вот мне еще интересен такой момент -
как зависит сорбционная способность вещества,
если его загрузить в колонку и пропускать через
него раствор с красителем или в раствор с красителем
прибавить сорбент и так перемешивать.
Где лучше пойдет процесс адсорбции?

[ Post made via Android ]

[Polychemist]

1. Удельная поверхность не считается, а определяется, приборами, классика - сорбция азота.
2. По всему прочему - см. мой текст.
Если хотите иметь воспроизводимую величину, то надо не только мешать (лучше качать-трясти), но и держать разное время, чтобы была уверенность в установлении равновесия.
Колонка - это вообще другое дело! Смысл колонки не в достижении предельной ёмкости, это легко достигается повышением концентрации в растворе, а в моделировании реального процесса очистки потока жидкости. Конечно, если тупо пролить через колонку много краски, то её предельное количество поглотится, и оно будет равно предельной ёмкости в стакане. Но реальным технологам интересна ёмкость до проскока, т.е. сколько может взять колонка до появления на выходе некоей минимальной концентрации в-ва (предела обнаружения, ПДК и т.п.). При этом очевидно, что при проскоке в начале колонки сорбент будет забит полностью, а в конце - скорее чистый, в итоге средняя ёмкость будет гораздо ниже предельной.
Нужен он или нет - ну это Вам решать... Надо сравнивать с аналогом-конкурентом, находить для него данные по емкости, определённые по некоей стандартной методике, ставить ту методику и сравнивать. И смотреть на соотношение цена/ёмкость.

[kika]

Спасибо большое!
Вот-вот, очень подходит термин "емкость до проскока", спасибо!
Вот по нему и будем сравнивать свой и чужой сорбенты.
Дело в том, что о чужом ничего не известно, он
как вроде непродажный, а обменивается на услугу.
Понятное дело, что в зависимость попадать
не хочется. Поэтому изобретаем свой велосипед.

[ Post made via Android ]