 |
IV. Сорбционные технологии
|
|
|
|
Общая характеристика сорбционных процессов
1. Сорбционное взаимодействие. Понятия: сорбция и адсорбция, сорбаты и сорбенты.
2. Причины, механизм и термодинамика сорбционных процессов. Энергия Гиббса. Поверхностное натяжение, как фактор интенсивности поверхностной энергии.
3. Природа сорбционных сил. Физическая сорбция и хемосорбция. Ионообменная сорбция. Энергия сорбционного взаимодействия.
4. Обратимость сорбционных процессов.
5. Сорбенты, их состав и структура. Матрица, функциональные группы сорбентов
Классификация сорбентов
6. Пористая структура сорбентов. Классификация сорбентов по размеру и однородности пор.
7. Классификация сорбентов по природе (органические и неорганические) и происхождению исходного сырья (природные и синтетические сорбенты). Примеры.
8. Дисперсные и формованные сорбенты. Их разновидности.
9. Иониты, их строение, состав и свойства. Механизм ионообменного взаимодействия.
10. Примеры природных и синтетических ионитов. Полимеризационные и поликонденсационные ионообменные смолы.
11. Классификация ионитов по знаку заряда обменивающихся ионов и степени диссоциации функциональных групп.
12. Структурная классификация ионитов: гелевые, изопористые, макропористые.
Физико-химические и технологические характеристики сорбентов
13. Физико-химические характеристики сорбентов: гранулометрический состав, истинная плотность, насыпной вес, влажность, механическая прочность, химическая стойкость и термическая устойчивость. Методы их определения.
14. Набухаемость органических ионитов. Факторы, определяющие степень набухания ионита: строение и состав матрицы, природа и количество функциональных групп, температура, кислотность среды.
|
|
|
15. Методы определения набухаемости и критерии ее оценки.
16. Селективность ионитов. Ряды селективности. Коэффициенты распределения.
17. Сорбционная емкость. Статическая (СОЕ) и динамическая обменная емкость (ДОЕ) ионитов. Полная динамическая обменная емкость (ПДОЕ). Методы оценки этих показателей. Расчетные формулы.
18. Влияние рН на обменную емкость катионитов, анионитов и амфотерных ионитов различной силы
19. Характеристика обменных групп ионита, определение их концентрации и степени диссоциации на основе результатов потенциометрического титрования.
20. Сравнительный анализ кривых потенциометрического титрования сильнокислотных и слабокислотных катионитов, сильноосновных и слабоосновных анионитов.
21. Определение кислотно-основных групп поверхности неорганического ионита методом потенциометрического титрования.
22. Идентификация и количественная оценка кислотно-основных групп сорбента методом фотометрии.
23. Удельная поверхность сорбента. Методы ее определения по адсорбции химически инертных газов и органических красителей. Примеры.
24. Определения активности угля по йодному числу.
25. Определение активности угля по адсорбции метиленового голубого.
Закономерности сорбционных процессов
26. Кинетические свойства сорбентов. Кинетические кривые сорбции, их построение и анализ.
27. Критерии оценки кинетических свойств сорбента: время установления сорбционного равновесия, константа скорости сорбционного процесса.
28. Механизм, основные стадии и кинетика ионного обмена.
29. Определение лимитирующей стадии ионного обмена методом прерывания сорбции.
30. Характеристика внутридиффузионных процессов сорбции. Коэффициент диффузии.
31. Математическое моделирование кинетики сорбции. Уравнение внутридиффузионной кинетики. Расчет эффективных коэффициентов диффузии и константы скорости сорбции.
|
|
|
32. Сорбционное равновесие. Равновесие ионного обмена. Изотермы сорбции, их построение, формы и анализ.
33. Классификация изотерм сорбции. Выбор модели изотермы сорбции.
34. Уравнение изотермы Ленгмюра для мономолекулярной адсорбции. Константа адсорбционного равновесия. Определение предельной емкости монослоя сорбента.
35. Изотерма адсорбции Фрейдлиха на неоднородной поверхности сорбента. Уравнение изотермы Фрейдлиха и вычисление ее констант.
36. Ступенчатые изотермы полимолекулярной адсорбции. Уравнение Фрумкина.
37. Критерии оценки природы сорбционного взаимодействия на основе кинетических кривых и изотерм сорбции.
38. Методы поверхностного модифицирования сорбционных материалов: хемосорбционная модификация, электромагнитная обработка сорбента.
Основы сорбционных технологий
39. Применение сорбентов в химической технологии органических и неорганических веществ, минеральных удобрений и в гидрометаллургической промышленности.
40. Типовые методы ионообменного получения электролитов различных классов и свойств: кислот, оснований, солей, комплексные соединения, малорастворимые соединения, в том числе наноразмернных.
41. Сорбционные технологии для подготовки воды в теплоэнергетике и в химической промышленности: обескремнивание, обезжелезивание, обесцвечивание и обескислороживание воды.
42. Сорбционные методы очистки сточных вод от ионов жесткости и тяжелых металлов.
43. Применение сорбентов в аналитической химии: концентрирование микропримесей, разделение смешанных композиций, бумажная осадочная хроматография, растворение малорастворимых веществ с помощью ионитов.
44. Технология ионообменного синтеза заданных продуктов.
45. Выбор сорбента для очистки органических препаратов от примесей.
46. Применение сорбционных процессов в медицине и фармакологии: сорбционные методы концентрирования и очистки крови, выделения и очистки вирусов; получение ферментов и изучение сорбционных свойств энтеросорбентов.
47. Применение наполнителей, пигментов и носителей, обладающих сорбционной функцией в технологии ЦБП.
Рекомендуемая литература
1. Комиссаренков А.А. Федорова О.В.Сорбционные технологии. Определение свойств сорбентов: учеб.-метод. пособие. - СПб СПбГТУРП, 2015.- 44 с.— Режим доступа: http://nizrp.narod.ru/metod/kaftbik/9.pdf.— ЭБС ВШТЭ.
|
|
|
2. Волынский А.Л. Бакеев Н.Ф. Роль поверхностных явлений в структурно-механической поведении твердых полимеров [Электронный ресурс]. — Электрон. текстовые данные.— М.: Физматлит, 2014.— 534 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/30195.— ЭБС «IPRbooks».
3. Валова (Копылова) В.Д. Паршина Е.И. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа [Электронный ресурс]: практикум. — Электрон. текстовые данные.— М.: Дашков и К, 2015.— 199 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/10905.— ЭБС «IPRbooks».
4. Коллоидная химия [Электронный ресурс]: практические работы для студентов 4 курса дневного отделения, обучающихся по специальности 050101.65 (032300) – «Химия» и направлению 540101.61 – «Химическое образование» — Электрон. текстовые данные.— М.: Московский городской педагогический университет, 2010.— 52 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/26502.— ЭБС «IPRbooks».
5. Товбин Ю.К. Молекулярная теория адсорбции в пористых телах [Электронный ресурс.— Электрон. текстовые данные.— М.: Физматлит, 2012.— 624 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/24510.— ЭБС «IPRbooks».
6. Балохонов Р.Р. Болеста А.В., Бондарь М.П. Поверхностные слои и внутренние границы раздела в гетерогенных материалах [Электронный ресурс]. — Электрон. текстовые данные.— Новосибирск: Сибирское отделение РАН, 2006. — 520 c. — Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/15808.— ЭБС «IPRbooks».
СОДЕРЖАНИЕ стр.
Предисловие……………………………………………………………………….3
1. Аналитическая химия…………………………………………………………..4
Предмет аналитической химии…………………………………..………..4
Химические методы анализа………………………………......…………..4
Практика титриметрического анализа. Основные расчетные формулы..4
Равновесия в титриметрическом анализе……………………………...…5
2. Физико-химические методы анализа………………………………………….8
Электрохимические методы анализа……………………………………...8
Потенциометрия……………………………………………………………8
Кулонометрия………………………………………………………………9
Кондуктометрия.……………………………………………………….....10
Оптические методы анализа……………………………………………...11
Хроматографические методы анализа…………………………………...12
3. Водоподготовка в химической технологии…………………………………15
4. Сорбционные технологии………………………………………………….…18
Общая характеристика сорбционных процессов…………………….…18
Классификация сорбентов……………………………………………..…18
Закономерности сорбционных процессов …………………………...….19
Основы сорбционных технологий…………………………………........ 20
|
|
|
