1עמוד 5פרק

55פרק פרק

מטרותמטרות

2עמוד

עקומות ספיחה

ספיחה מנתית

:ספיחה רציפה

מיכל בחוש

עמוד מילוא

5פרק

ספיחהספיחהAdsorptionAdsorption

3עמוד

מאפיינים

ריכוז תמיסות

מתאים לנפח נוזל קטן יחסית

- סלקטיביות בינונית גבוהה

5פרק

ספיחהספיחה

כחושכחוש

מעבר חומר מנוזל

)“מרק”( למוצק )חומר

סופח(

מוצקים סופחיםמוצקים סופחיםAdsorbentsAdsorbents

4עמוד 5פרק

פחם פעיל - ממקור צמחי

Activated carbons

סיליקה ג’ל

אלומינה ג’ל

פולימרים סינתטיים

Synthetic resins

פולימרים מצולבים - חלקיקים כדוריים אוכאבקה

הידרופובי / הידרופילי

מחליפי יונים: קבוצות

עקומות ספיחהעקומות ספיחהAdsorption IsothermsAdsorption Isotherms

5עמוד 5פרק

KCqש”מ לינאריש”מ לינארי

FreundlichFreundlichאיזותרמת איזותרמת

nKCq

C

q

n<1

n>1

favorable adsorption n<1

unfavorable adsorption n>1

(5.1)

)המשך()המשך(עקומות ספיחה עקומות ספיחה

6עמוד 5פרק

קשירה לאתרי ספיחה מוגדרים•LangmuirLangmuirאיזותרמת איזותרמת

אתר יכול לקשור רק מולקולה אחת )חד - •שכבה(

הסיכוי של מולקולה להקשר לאתר פנוי הוא •מולקולות מומס + אתרים פנויים אתרים קבוע

תפוסים sitesfilled

sitesvacantsoluteK

מספר האתרים קבוע ttanconssitestotalsitesvacantsitesfilled

)המשך()המשך(עקומות ספיחה עקומות ספיחה

7עמוד 5פרק

C

q

(5.2)CK

Cqq m

soluteK

sitestotalsolutesitesfilled

)המשך()המשך(עקומות ספיחה עקומות ספיחה

8עמוד 5פרק

ספיחה על מחליפי ספיחה על מחליפי יוניםיונים

HNaRHRNa

HRNaRR;

HRNa

HNaRK

NaKH

NaRKNaR

++

++

++

+

+

+

קבוע בתמיסה מותרסת

)המשך()המשך(עקומות ספיחה עקומות ספיחה

9עמוד 5פרק

ספיחה על מחליפי ספיחה על מחליפי יונים - יונים יונים - יונים

דו-ערכייםדו-ערכיים

Na2CaRNaR2Ca 2

NaRCaR2R;

NaRCa

NaCaRK 22

2

2

Freundlichאיזותרמת

ספיחה המבוססת על זיקה ביולוגיתספיחה המבוססת על זיקה ביולוגיתAffinity AdsorptionAffinity Adsorption

10עמוד 5פרק

+

סובטרט - אנזים

נוגדן - אנטיגן

- צמד נוקלאוטידים )למשל ציטוזין גואנין(

חלבון נושא - הורמון

)המשך()המשך(זיקה ביולוגית זיקה ביולוגית

11עמוד 5פרק

+

+ + impurities

+

LangmuirLangmuirאיזותרמת איזותרמת

ספיחה מנתיתספיחה מנתית

12עמוד 5פרק

C - ,)ריכוז המומס בהזנה )נוזלgr/lit

Cf - ריכוז מומס בהזנה בתום פעולתהספיחה

q - ,ריכוז בפאזה מוצקהgr/gr adsorbent

qf - ריכוז בפאזה מוצקה בתום פעולתהספיחה

H - ,נפח ההזנהlit

W - ,משקל הסופחgr adsorbentמאזן מסה

WqHCWqHC ff

“קו פעולה”

CCW

Hqq ff

ספיחה מנתיתספיחה מנתית

13עמוד 5פרק

משוואת ש”מ, למשל

“קו פעולה”

CCW

Hqq ff

nKCq

לינארי

C

q

qf

ספיחה רציפה במיכל בחושספיחה רציפה במיכל בחוש((Continuos stirred tank)Continuos stirred tank)

14עמוד 5פרק

Q, Cf Q, C (t)

q (t)

C (t)

Q - ספיקת נוזל

Vl - נפח נוזל במיכל

Vs - נפח מוצקבמיכל

ללא ספיחה

ספיחה אופיינית

ספיחה

מהירה

t

C

)המשך( )המשך( ספיחה רציפה במיכל בחוש ספיחה רציפה במיכל בחוש

15עמוד 5פרק

מאזן מסה )נוזל(

dt

dqVCCQ

dt

dCV sfl

משוואת ש”מ, לדוגמא n*Ckq

משוואה קינטית לקצב הספיחה, למשל

*CCKat

q

)דיפוזיה(

C - * ריכוז בתמיסה “היפוטתית” אשר תהיה בש”מעם המוצק

)המשך( )המשך( ספיחה רציפה במיכל בחוש ספיחה רציפה במיכל בחוש

16עמוד 5פרק

פתרון פרטי למקרה של קינטיקה נשלטת ע”י דיפוזיה ועקומת ש”מ לינארית:

ts

21

l1ts

21

2l

f

f 21 ess

VQse

ss

sVQ

C

CC

ts

21

1ts

21

2

f

f 21 ess

se

ss

s

C

kqC

lss

2

s

l

slls

l

sll

1

VVVk

QKa4

kV

V

VV

Ka

V

Q

kV

V

VV

Ka

V

Q

2

1s

lss

2

s

l

slls

l

sll

2

VVVk

QKa4

kV

V

VV

Ka

V

Q

kV

V

VV

Ka

V

Q

2

1s

(5.3)

ספיחה בעמודי מילוא ספיחה בעמודי מילוא

17עמוד 5פרק

מצע רווי

איזור ספיחה

מצע נקי

)המשך()המשך(ספיחה בעמודי מילוא ספיחה בעמודי מילוא

18עמוד 5פרק

עקומות פריצהעקומות פריצה

C (t)

ttB tE

CB

CE

Profile at z = L

C (z)

z

Profile at t = tB

L

CB

CFאיזור ספיחה

מצע רווי

גישה מקורבת לניתוח עקומות פריצהגישה מקורבת לניתוח עקומות פריצה

19עמוד 5פרק

וצורתה v: החזית מתקדמת במהירות קבועה הנחהאינה משתנה

ועד CBהזמן החולף מרגע שהריכוז ביציאה הוא המרחק שעוברת החזית בזמן זה, או : CEשמגיע ל

רוחב החזית : מהירות החזית נתונה בקירוב

ולכן רוחב טוב ע”יהחזית :

BE ttt

tv

BtLv

BttL

מכאן, אורך המצע הרווי :

BB tt1LttLL

נניח כעת כי איזור הספיחה מכיל חצי מהקיבול המקסימלי

BF

BFBF

t2

t1

L*q

ttL*q*5.0tt1L*q

שבר מצע

מנוצל לספיחה

גישה קינטית לניתוח עקומות פריצהגישה קינטית לניתוח עקומות פריצה

20עמוד 5פרק

- מהירות מדומה

DL - מקדם דיספרסיהצירית

V

22

2

L R

QV;

t

q1

t

C

z

CV

z

CD

מאזן מסה

*CCKat

q

n*Ckq

משוואה קינטית

משוואת ש”מ

)המשך()המשך(גישה קינטית לניתוח עקומות פריצה גישה קינטית לניתוח עקומות פריצה

21עמוד 5פרק

n=1n=1

עקןמת ש”מ עקןמת ש”מ ) )לינארית(לינארית(

)המשך()המשך(גישה קינטית לניתוח עקומות פריצה גישה קינטית לניתוח עקומות פריצה

22עמוד 5פרק

C

C*

L

0 0CC

C

Ka

VdzL

פתרון גרפי: יחידות פתרון גרפי: יחידות מעברמעבר

HTU*NTUL

סיכוםסיכום

23עמוד 5פרק

עקומות ספיחה

ספיחה מנתית

:ספיחה רציפה

מיכל בחוש

עמוד מילוא