خانه » طراحی خانه » آزمایشات تحقیقاتی با کربن فعال ماسک نقطه سیاه. بررسی فرآیندهای جذب توسط کربن فعال مواد مختلف از محلول ها

آزمایشات تحقیقاتی با کربن فعال ماسک نقطه سیاه. بررسی فرآیندهای جذب توسط کربن فعال مواد مختلف از محلول ها

کربن فعال یک ماده متخلخل، اغلب سیاه رنگ است که از مواد مختلف حاوی کربن با منشاء آلی تولید می شود. در حال حاضر، فناوری هایی برای تولید کربن فعال از زغال چوب (BAU-A، OU-A، DAK)، از کک زغال سنگ (AG-3، AG-5، AR)، از کک نفتی، و همچنین از سایر مواد آلی وجود دارد. . کربن فعال یک ماده بسیار متخلخل است که در نتیجه دارای سطح ویژه زیادی در واحد جرم است و بنابراین ظرفیت جذب بالایی دارد. این کیفیت است که امکان استفاده از کربن فعال را در صنایع پزشکی، شیمیایی، دارویی و غذایی فراهم می کند. بسیاری از مجتمع های مدرن برای تصفیه آب آشامیدنی از فیلترهای حاوی کربن فعال استفاده می کنند.

یک گرم کربن فعال بسته به فناوری تولید یک نام تجاری خاص از زغال سنگ، می تواند دارای سطح کل از 500 تا 1500 متر مربع باشد.

ممکن است مدت‌ها پیش استفاده از این داروی ارزان قیمت را به عنوان راهی برای از بین بردن سموم از مسمومیت متوقف کرده باشید، اما در سال‌های اخیر، به ویژه در غرب، زغال فعال به یک روند سلامتی واقعی تبدیل شده است! در هر صورت، شما چیز زیادی در مورد کربن فعال نمی دانید، اما در عین حال، مانند هر چیز دیگری داروهااستفاده نادرست و نقض دوز می تواند به سلامت آسیب برساند. نحوه استفاده از انواع محصولات حاوی کربن بدون ضرر برای سلامتی و امکانات کربن فعال در این مقاله سعی می کنیم به آن پی ببریم.

زغال فعال چگونه کار می کند؟

زغال فعال مواد سمی را با دو مکانیسم از بدن دفع می کند، اول از طریق جذب، و دوم، با انقباض کاتالیزوری (فرآیندی که باعث می شود یون های آلاینده با بار منفی به سمت یون های کربن با بار مثبت جذب شوند).

زغال فعال سموم را در بدن انسان (هم آنهایی که از خارج وارد بدن شده اند و در نتیجه فعالیت حیاتی هر میکروارگانیسمی در داخل دستگاه گوارش ایجاد شده اند) را به دلیل جذب جذب می کند و باعث دفع سریع آنها از طریق روده می شود.

همچنین به طور موثری بدن را از کلر و کلرامین پاک می کند و با کاهش کاتالیزوری آنها را از بین می برد.

لطفا توجه داشته باشید که استفاده از زغال چوب فعال اثربخشی داروهای مصرفی همزمان با آن را (در عرض 10 ساعت) تقریباً به صفر می رساند.

پاکسازی بدن با زغال سنگ در صورت مسمومیت

ویژگی اصلی زغال چوب فعال، حتی بیش از حد معمول مصرف شود، این است که روده ها را تحریک نمی کند. دوز طبیعی حداکثر تا 10 ساعت پس از مصرف به طور کامل از بدن دفع می شود. علیرغم تمام مزایای زغال فعال، نباید بیش از حد از آنها غافل شوید، خواه این ماسک زغال چوب باشد (زیباشناسان استفاده از آن را بیش از 1 بار در هفته توصیه نمی کنند)، یا فقط پودر زغال چوب را به غذا اضافه کنید. در مورد دوم، شایان ذکر است که همراه با سموم و زغال سنگ، بسیاری از عناصر کمیاب نیز از بدن حذف می شوند، به عنوان مثال، ویتامین های گروه های مختلف.

بر این اساس، دانشمندان و پزشکان دستور العمل ها و دوزهای دقیقی را برای استفاده از زغال چوب فعال برای بزرگسالان جمع آوری کرده اند: این دارو بیش از دو بار در هفته مصرف نمی شود، با در نظر گرفتن این واقعیت که پس از مصرف زغال چوب فعال، هر داروی دیگری مصرف می شود. نه زودتر از 10 ساعت بعد در روزهایی که زغال چوب مصرف می کنید، باید به شدت حداقل 2.5 لیتر آب بنوشید. در صورت مسمومیت، 4-6 قرص زغال چوب فعال، در دوره سم زدایی - هر کدام دو عدد مصرف کنید.

زغال چوب فعال در لوازم آرایشی

تولید کربن فعال عمدتا از زغال سنگ، ذغال سنگ نارس یا زغال سنگ انجام می شود. ساختار متخلخل قرص ها با قرار دادن اجزا در معرض جریان های میکرو هوای قوی به دست می آید. هر قرص کربن فعال در نتیجه چنین تخلخلی می تواند مولکول های سموم، کثیفی یا چربی را جذب کند. به عنوان مثال، شامپو با دانه‌های زغال مانند یک اسکراب روی موها عمل می‌کند، خمیر و حتی مسواک‌های حاوی ذرات زغال، باکتری‌های بی‌شماری را در دهان از بین می‌برند و ماسک‌های زغال می‌توانند تقریباً هر مشکلی را که با مشکل پوستی مرتبط است حل کند.

یک واقعیت جالب: چندین قرص زغال چوب فعال با وزن 5-7 گرم قادر به جذب و جذب مقدار زیادی سم هستند، اگر سطح چنین تعداد قرص زغال چوب را به طور مساوی در یک لایه توزیع کنید، آنگاه کمتر از اندازه یک زمین فوتبال

نوشیدنی های کربن فعال

تمام خواص بی شمار کربن فعال با ترکیب شیمیایی و ویژگی های ساختاری جاذب طبیعی تعیین می شود. جالب اینجاست که بیشتر خواص مفید کربن فعال توسط ساکنان هند و چین باستان کشف شد که از زغال سنگ برای تصفیه آب آشامیدنی و شراب استفاده می کردند. و چندین قرن بعد، متخصصان در این زمینه زغال فعال را یکی از بهترین ابزارهای سم زدایی (پاکسازی بدن) نامیدند.

اگر به بسته بندی زغال چوب فعال به شکل قرص و پودر عادت دارید، احتمالاً متعجب خواهید شد که چندین سال است که در ایالات متحده آمریکا و اروپای غربی لیموناد زغالی به فروش می رسد. بله، بله، لیموناد زغال فعال که در قفسه های داروخانه ها و فروشگاه های لوازم آرایشی در نیویورک یا لس آنجلس یافت می شود.

چنین "نوشیدنی های فعال" در سایه های مختلف، از مشکی تا خاکستری روشن، در طعم های مختلف و در ظروف مختلف موجود است. به نظر می رسد افراد زیادی نخواهند بود که بخواهند یک نوشیدنی سیاه را امتحان کنند. با این حال، طرفداران یک سبک زندگی سالم دائماً در مورد مزایای این نوع لیمونادها و کوکتل ها فریاد می زنند و خریداران در مقادیر زیادی چنین نوشیدنی هایی را خریداری می کنند.

نوشیدنی هایی با افزودن کربن فعال تنها بخش کوچکی از استفاده از یک جاذب موثر است، امروزه در ایالات متحده آمریکا و اکثر کشورهای اروپایی یک جزء بسیار محبوب است که به لوازم آرایشی مراقبت از پوست و مو اضافه می شود، از جمله: ماسک صورت، اسکراب. خمیر دندان، خمیر (پودر)، صابون، شامپو و غیره.

پاکسازی پوست با زغال فعال

ماسک زغال فعال نه تنها منافذ را باز می کند، بلکه آنها را نیز سفت می کند. یک دانه ذغال کوچک 200 برابر وزن خود کثیفی (چربی، چربی) را جذب می کند. استفاده سیستماتیک، اما نه بیش از حد از ماسک ها برای مدت طولانی، به خلاص شدن از شر مشکل درخشش و چربی پوست کمک می کند.

در اینجا یک نکته بسیار مهم وجود دارد: فقط یک جزء تازه باید در ترکیب لوازم آرایشی (ماسک زغال چوب) گنجانده شود (زغال چوب فعال تازه حتی با فشار کم روی آن با قاشق خرد می شود).

زغال فعال می تواند واکنش آلرژیک ایجاد کند، بنابراین قبل از استفاده از این ماسک، آن را روی دست خود آزمایش کنید. همچنین، متخصصان زیبایی توصیه می‌کنند که چنین ماسک‌هایی را فقط روی صورت بخار شده بمالید.

سفید کردن دندان با زغال

زغال فعال می تواند دندان ها را بین 7 تا 8 تن سفید کند بدون اینکه یکپارچگی مینای دندان را مختل کند. با کمک پودر زغال سنگ می توانید دهان خود را نیز بشویید، این محصول دارای خواص ضد باکتریایی خوبی است.

در حال حاضر پس از چندین عمل زغال چوب، متوجه تغییر وضعیت لثه خواهید شد و این به این دلیل است که زغال باعث تغییر محیط PH در حفره دهان می شود. مسواک زدن دندان ها با پودر زغال به همان حالت مسواک زدن با خمیر دندان انجام می شود. اگر همچنان نگران مینای دندان هستید، می توانید با پودر زغال که روی خمیر استفاده می شود، تمیز کنید.

هر از گاهی موضوعاتی در مورد کاهش وزن با زغال فعال در انجمن ها و سایت های زنان ظاهر می شود - لازم به ذکر است که این یک روش نسبتاً خطرناک برای کاهش وزن است و ما قویاً استفاده از چنین رژیم های زغالی را توصیه نمی کنیم! بله، زغال فعال سموم را از بدن دفع می کند، اما در کنار آن مواد معدنی مفید، اسیدهای آمینه و غیره را نیز جذب می کند. به همین دلیل است که زغال فعال مصرف کنید مدت زمان طولانیو در مقادیر زیاد، خطر آسیب جدی به سلامتی خود را دارید، زیرا در این روش بدن عناصر مهم لازم برای متابولیسم طبیعی را از دست می دهد!

البته زغال سنگ خون، کبد و روده ها را پاکسازی می کند، ذخایر چربی بدن به تدریج از بین می رود، اما بافت چربی اضافی به دلیل گرسنگی مواد معدنی و ویتامینی بدن از بین می رود. پس از مدت زمان معینی پس از شروع مصرف فعال زغال فعال، روده های شما ممکن است بد کار کند، یبوست ظاهر شود، جذب چربی ها، پروتئین ها، ویتامین ها، هورمون ها و مواد معدنی از دستگاه گوارش کاهش می یابد. در نتیجه قند خون کاهش می یابد، می تواند به طور خطرناکی کاهش یابد، سرگیجه و لرز، بی تفاوتی و حتی کاهش فعالیت مغز ظاهر می شود.

برای کاهش وزن، به شما توصیه می کنیم در رژیم غذایی خود به نفع غذاهای پرفیبر (غلات، سبزیجات، نان غلات کامل، میوه ها و غیره) تجدید نظر کنید. چنین محصولاتی کمتر قابل هضم هستند، اما به بهبود عملکرد روده کمک می کنند و برخلاف زغال چوب فعال، ویتامین ها و مواد معدنی را از بدن حذف نمی کنند. حتی بهتر از آن، تعداد کالری‌های مصرف‌شده و هدر رفته در طول روز را محاسبه کنید و زمانی که کمتر از مصرف خود مصرف می‌کنید تعادل را حفظ کنید - این رویکرد به شما امکان می‌دهد بدون آسیب به سلامتی خود وزن کم کنید!

تجربه - چگونه کربن فعال جذب می شود

برای تأیید شخصی خصوصیات جذب کربن فعال، می‌توانیم یک آزمایش کوچک انجام دهیم. برای آزمایش فقط به 2 جزء، یعنی محلول کربن فعال و ید نیاز داریم.

5 قرص زغال چوب را می گیریم و در یک لیوان شفاف معمولی قرار می دهیم و چند قطره آب آشامیدنی به لیوان اضافه می کنیم و زغال فعال داخل لیوان را خرد می کنیم.
یک قاشق چایخوری ید و 2 قاشق غذاخوری آب را با مخلوط در یک لیوان بریزید، مخلوط کنید.
در ابتدای واکنش، محلول ما تیره می‌شود، زیرا قرص‌های زغال فعال حاوی مقدار مشخصی نشاسته هستند (به قرص‌ها کمک می‌کند شکل خود را حفظ کنند)، و سپس با ید تعامل می‌کند و رنگ آبی مشخصی به آن می‌دهد.
لیوان را با محلول به مدت چند ساعت می گذاریم (برای خلوص این "کار آزمایشگاهی" می توانید از لیوان دوم به طور موازی استفاده کنید که حاوی آب و ید نیز خواهد بود، اما کربن فعال نیست).

چند ساعت بعد، در اولین لیوان، یک رسوب زغال سنگ تیره به پایین فرو می رود و محلول مایع به رنگ شفاف تبدیل می شود - این بدان معنی است که تمام ید توسط زغال سنگ جذب شده است. محلول بدون زغال در لیوان دوم قهوه ای مایل به زرد باقی می ماند (ید است که آن را به این رنگ لکه دار می کند).

به طور مشابه، قرص زغال فعال در معده انسان عمل می کند، سموم را جذب می کند و به دستگاه گوارش کمک می کند تا با مسمومیت غذایی مقابله کند.

به نظر می رسد که برای بسیاری از ما بدن به طور مزمن مسموم است و نیاز به تمیز کردن عمومی از داخل دارد. مانند مسمومیت حاد، با جاذب ها می توان به نتایج خوب و سریع دست یافت. این مواد چگونه در بدن عمل می کنند؟ گزیده ای از کتاب اولگ اولگین "آزمایش های بدون انفجار" به ارائه فرآیند جذب کمک می کند.

به محض کاشت لکه جوهر روی کاغذ یا بدتر از آن روی لباس، بلافاصله با این پدیده آشنا می شوید. وقتی سطح یک ماده (کاغذ، پارچه و غیره) ذرات ماده دیگر (جوهر و غیره) را جذب کند، این جذب است.

یک جاذب بسیار خوب زغال سنگ است. و نه سنگ، بلکه چوبی، و نه فقط چوبی، بلکه فعال (فعال). چنین زغال سنگ معمولاً به شکل قرص در داروخانه ها فروخته می شود. ما آزمایشاتی را در مورد جذب با آن آغاز خواهیم کرد.

یک محلول جوهر کم رنگ از هر رنگی تهیه کنید و در لوله آزمایش بریزید، اما نه به بالا. یک قرص زغال فعال را ترجیحا له شده در لوله آزمایش بریزید و با انگشت ببندید و خوب تکان دهید.

این محلول جلوی چشم شما روشن می شود. محلول را به محلول دیگری، اما همچنین رنگی تغییر دهید - بگذارید گواش یا آبرنگ رقیق شود. اثر همان خواهد بود. و اگر فقط تکه های زغال چوب را بردارید، رنگ را بسیار ضعیف تر جذب می کنند.

هیچ چیز عجیبی در این وجود ندارد: کربن فعال با کربن معمولی تفاوت دارد زیرا سطح بسیار بزرگتری دارد. ذرات آن به معنای واقعی کلمه با منافذ نفوذ می کند (برای این، زغال سنگ به روش خاصی پردازش می شود و ناخالصی ها از آن حذف می شود). و از آنجایی که جذب، جذب سطحی است، واضح است که هر چه سطح بزرگتر باشد، جذب بهتر است.

جاذب ها می توانند مواد را نه تنها از محلول ها جذب کنند. یک ظرف شیشه ای نیم لیتری بردارید و یک قطره ادکلن یا هر ماده بدبو دیگری را کف آن بریزید. شیشه را با کف دست بگیرید و به مدت نیم دقیقه آن را به همین صورت نگه دارید تا مایع بدبو کمی گرم شود - سپس سریعتر تبخیر می شود و بوی قوی تری می دهد.

حالا مقداری زغال فعال داخل بطری بریزید و با درب آن را محکم ببندید و بگذارید چند دقیقه بماند. درپوش را بردارید و دوباره با تکان دادن کف دست هوا را به سمت خود هدایت کنید. بو از بین رفته است. توسط جاذب جذب شد، یا به عبارت دقیق تر، مولکول های ماده فراری که در شیشه قرار دادید جذب شد.

برای این آزمایشات نیازی به مصرف کربن فعال نیست. بسیاری از مواد دیگر وجود دارند که می توانند به عنوان جاذب عمل کنند: توف، خاک رس خشک، گچ، کاغذ لکه دار. در یک کلام، انواع مواد، اما همیشه با سطح توسعه یافته. از جمله برخی از محصولات غذایی - احتمالاً می دانید که نان چگونه بوها را به راحتی جذب می کند. بیهوده نیست که توصیه نمی شود نان گندم را در یک بسته با نان چاودار نگهداری کنید - بوی آنها مخلوط می شود و هر کدام عطر خاص و منحصر به فرد خود را از دست می دهند.

یک جاذب بسیار خوب پاپ کورن یا چوب ذرت است که بسیاری از ما آن را دوست داریم. آزمایش قبلی را با مواد بدبو در حضور چوب ذرت تکرار کنید - و بو کاملاً ناپدید می شود. البته بعد از تجربه دیگر نمی توان چوب خورد.

اکنون در آشپزخانه های بالای اجاق گاز دستگاه هایی برای تمیز کردن هوا از دود و دود قرار می دهند. در چنین دستگاه هایی کارتریج با نوعی جاذب وجود دارد که هوای آلوده از طریق آن هدایت می شود. در این مورد چه اتفاقی می افتد، اکنون می دانید.

بلوسوف K.S.
Minkova A.A.
جنرالوا K.N.
اولونتسف V.F.

کلید واژه ها

کربن فعال/ کربن فعال / ملاس / ملاس / قدرت روشن کننده/ جذب / تخلخل / قابلیت دپولاریزاسیون

حاشیه نویسی مقاله علمی در مورد اقتصاد و علوم اقتصادی، نویسنده کار علمی - Belousov K.S.، Minkova A.A.، Generalova K.N.، Olontsev V.F.

یکی از دستاوردهای برجسته علم در قرن سیزدهم، کشف توسط آکادمیک روسی T.E. لوویتز از پدیده جذب توسط کربن فعال. کاربرد عملی این نوع جاذب نتایج ارزشمندی را برای توسعه بیشتر صنعت فراهم می کند. در حال حاضر، هیچ صنعتی وجود ندارد که در آن از کربن فعال استفاده نشود. منحصر به فرد بودن آنها بر اساس ساختار متخلخل است که مستقیماً بر ویژگی های جذب و بر این اساس بر کیفیت کربن فعال تأثیر می گذارد. استفاده از کربن فعال این امکان را به وجود می آورد که اساساً فرآیندهای فناوری جدید و سازگار با محیط زیست و محصولات مختلف فناوری جذب ایجاد شود. فعالیت زغال سنگ را می توان با آزمایش ظرفیت جذب آن در رابطه با محلول های مختلف، رنگ های آلی تعیین کرد. فعالیت هم ویژگی سطح و هم ویژگی ساختار فضایی کربن است. فعالیت جذب مواد جاذب کربن، در این مورد زغال سنگ، می تواند توسط مایعات آلی با نشانگرهای خاص تعیین شود. دو روش برای تعیین قدرت روشن کنندگیکربن فعال برای ملاس: فرانسوی (SECA) و روسی. یک الگوریتم کامل از آزمایش ارائه شده است، شامل فرمول های پایه، محاسبه وزن های آزمایشی و الزامات اساسی برای ملاس برای هر دو روش. بر اساس داده های ادبیات، تجزیه و تحلیل مقایسه ای ملاس انجام شد، شباهت آنها مشخص شد. مطالعات برای زغال سنگ مرجع روسیه و فرانسه انجام شده است: OU-A، SR، CXV. بر اساس داده های تجربی و محتوای روش ها، تجزیه و تحلیل مقایسه ای آنها انجام شده است که در نتیجه در مورد کاربرد دقیق تر روش فرانسوی نتیجه گیری می شود.

مطالب مرتبط آثار علمی در مورد اقتصاد و علوم اقتصادی، نویسنده کار علمی - Belousov K.S.، Minkova A.A.، Generalova K.N.، Olontsev V.F.،

تأثیر کلرید سدیم بر فعالیت آنزیمی مخمر debaryomyces hansenii H4651
2017 / Yakovleva A.K.، Kanarskaya Z.A.، Kanarsky A.V.
بررسی فرآیند جذب پس از تصفیه فاضلاب تصفیه شده بیولوژیکی یک شرکت شیمیایی
2009 / اوشاکوف گنادی ویکتورویچ، ژوراولف ولادیمیر الکساندرویچ، اوشاکوف آندری گنادیویچ
روشی برای ارزیابی کیفیت جاذب های کربنی
2009 / موکروا ناتالیا ولادیسلاوونا
بررسی میزان جذب ویتامین ها و عناصر کمیاب توسط دیواره سلولی مخمر ساکارومایسس سرویزیه
2007 / Akhmadyshin R. A., Kanarsky A. V., Kanarskaya Z. A.
جذب پیریدین و فنل از یک مخلوط آلی- معدنی توسط کربن‌های فعال اصلاح‌شده با اسید
2011 / Belyaeva Oksana Vladimirovna، Golubeva Nadezhda Sergeevna، Krasnova Tamara Andreevna

یکی از برجسته ترین دستاوردهای علم در قرن سیزدهم، کشف جذب کربن توسط آکادمیک روسی T. Lovitz است. استفاده عملی از این نوع جاذب نتایج ارزشمندی را برای توسعه بیشتر صنعت فراهم می کند. در حال حاضر هیچ صنعتی وجود ندارد که در آن از زغال چوب فعال استفاده نشده باشد. منحصر به فرد بودن آن بر اساس ساختار منافذ است که به ویژگی های جذب و بر این اساس، کیفیت زغال فعال بستگی دارد. استفاده از کربن فعال فرصتی را برای ایجاد فرآیندهای جدید و سازگار با محیط زیست و محصولات تکنیک های مختلف جذب فراهم می کند. زغال فعال را می توان با آزمایش ظرفیت جذب آن با توجه به محلول های مختلف، رنگ های آلی تعیین کرد. فعالیت یک ویژگی سطح و ویژگی ساختار فضایی کربن است. فعالیت جذب مواد جاذب کربن، در این مورد زغال سنگ، می تواند توسط نشانگرهای ویژه مایعات آلی تعیین شود. این مقاله به تشریح دو روش قابلیت رنگ‌زدایی بر روی شاخص ملاس کربن فعال توسط فرانسوی (شرکت "CECA") و روش روسی در نظر گرفته شده است. طرح کامل آزمایش داده شده است. این شامل عبارات تحلیلی پایه، محاسبه وزن تجربی کربن فعال و ادعای پایه برای ملاس برای هر دو روش است. بر اساس داده های ادبیات، آزمایش مقایسه ای برای ملاس انجام می شود، قیاس پیدا می شود. آزمایش‌ها برای کربن‌های اتالون از روسیه و فرانسه انجام شده است: OU-A، CP، CXV. بر اساس داده های تجربی و محتوای هر دو روش، تجزیه و تحلیل مقایسه ای آنها ارائه شده است. در نتیجه این نتیجه گیری در مورد دقت رویه فرانسوی انجام می شود.

متن کار علمی با موضوع "روش های آزمایش توانایی شفاف سازی کربن های فعال برای ملاس"

_VESTNIK PNRPU_

2014 فناوری شیمیایی و بیوتکنولوژی شماره 4

UDC 661.183.2

ک.س. بلوسوف، A.A. Minkova، K.N. جنرالوا، V.F. اولونتسف

دانشگاه پلی تکنیک تحقیقات ملی پرم، پرم، روسیه

روش‌های آزمایش قدرت شفاف‌سازی کربن فعال برای ملاس

فعالیت زغال سنگ را می توان با آزمایش ظرفیت جذب آن در رابطه با محلول های مختلف، رنگ های آلی تعیین کرد. فعالیت هم ویژگی سطح و هم ویژگی ساختار فضایی کربن است. فعالیت جذب مواد جاذب کربن، در این مورد زغال سنگ، می تواند توسط مایعات آلی - نشانگرهای ویژه تعیین شود.

دو روش برای تعیین توانایی شفاف‌سازی کربن‌های فعال برای ملاس در نظر گرفته می‌شود: فرانسوی (CECA) و روسی. یک الگوریتم کامل از آزمایش ارائه شده است، شامل فرمول های پایه، محاسبه وزن های آزمایشی و الزامات اساسی برای ملاس برای هر دو روش. بر اساس داده های ادبیات، تجزیه و تحلیل مقایسه ای ملاس انجام شد و شباهت آنها مشخص شد. مطالعات برای زغال سنگ مرجع روسیه و فرانسه انجام شده است: OU-A، SR، SHU. بر اساس داده های تجربی و محتوای روش ها، آنها هستند

تجزیه و تحلیل مقایسه ای، در نتیجه نتیجه گیری در مورد کاربرد دقیق تر روش فرانسوی انجام می شود.

کلمات کلیدی: کربن فعال، ملاس، قابلیت شفاف سازی، جذب، تخلخل.

ک.س. بلوسف، A.A. مینکووا، K.N. جنرالوا، V.F. اولونتسف

دانشگاه پلی تکنیک تحقیقات ملی پرم، پرم، فدراسیون روسیه

روش‌های آزمایش قابلیت رنگ‌زدایی کربن‌های فعال

زغال فعال را می توان با آزمایش ظرفیت جذب آن با توجه به محلول های مختلف، رنگ های آلی تعیین کرد. فعالیت یک ویژگی سطح و ویژگی ساختار فضایی کربن است. فعالیت جذب مواد جاذب کربن، در این مورد زغال سنگ، می تواند توسط مایعات آلی - نشانگرهای ویژه تعیین شود.

این مقاله به تشریح دو روش قابلیت رنگ‌زدایی بر روی شاخص ملاس کربن فعال توسط فرانسوی (شرکت "CECA") و روش روسی در نظر گرفته شده است. طرح کامل آزمایش داده شده است. این شامل عبارات تحلیلی پایه، محاسبه وزن تجربی کربن فعال و ادعای پایه برای ملاس برای هر دو روش است. بر اساس داده های ادبیات، آزمایش مقایسه ای برای ملاس انجام می شود، قیاس پیدا می شود. آزمایش‌ها برای کربن‌های اتالون از روسیه و فرانسه انجام شده است: OU-A، CP، CXV. بر اساس داده های تجربی و محتوای هر دو روش، تجزیه و تحلیل مقایسه ای آنها ارائه شده است. در نتیجه این نتیجه گیری در مورد دقت رویه فرانسوی انجام می شود.

کلمات کلیدی: کربن فعال، ملاس، قابلیت دپلاریزاسیون، جذب، تخلخل.

زغال سنگ از گروه جاذب های صنعتی است. به عنوان مواد خام برای تولید کربن فعال، از مواد حاوی کربن با طبیعت مختلف استفاده می شود: ذغال سنگ نارس و زغال سنگ فسیلی، پلیمرها و رزین ها، مواد خام گیاهی (چوب، پوست، پوسته و غیره). جاذب های صنعتی سطح بسیار توسعه یافته ای دارند. کربن‌های فعال به‌عنوان جاذب‌های صنعتی دارای تعدادی ویژگی هستند که بر اساس ماهیت سطح و ساختار متخلخل آنها مشخص می‌شود. این ویژگی ها شامل ویژگی های جذب است. جذب عبارت است از جذب گازها، بخارات یا مایعات در سطح مشترک بین یک ماده و یک جاذب.

جذب فیزیکی مواد آلی از محلول های آبی زمانی که از مواد کربنی به عنوان جاذب استفاده می شود بیشتر مشخص می شود، زیرا انرژی برهمکنش واندروالسی مولکول های آب با اتم های کربنی که سطح اجسام کربن را تشکیل می دهند بسیار کمتر از انرژی ذرات کربن است. برهمکنش پراکندگی این اتم ها با اتم های اسکلت کربن مولکول های آلی. در حال حاضر، تقاضا برای جاذب کربن برای تصفیه آب آشامیدنی، خانگی و فاضلاب، انتشارات صنعتی در حال افزایش است.

در شیمی تجزیه از روش های مطالعه علمی زغال سنگ برای مطالعه ترکیب، ساختار و خواص زغال سنگ استفاده می شود. در تاریخ مشخص است که برخی از این روش ها به مرور زمان به استانداردهایی برای آزمایش تبدیل شده اند.

یکی از روش های شناخته شده و قابل اعتماد برای تعیین فعالیت جذب، استفاده از محلول ملاس است. ملاس یک مایع آلی قهوه ای تیره است. شفاف سازی آن یک روش تحلیلی مهم در تولید زغال سنگ است. متعلق به مایعات آلی است که اندازه مولکولی آنها حدود 3 نانومتر است (شکل 1). برخی از انواع کربن‌های فعال که دارای سیستم توسعه‌یافته‌ای از ماکرو (بیش از 50 نانومتر) و مزوپورها (از 2 تا 50 نانومتر) هستند، توانایی جذب مولکول‌های بزرگ، مشابه مولکول‌های ملاس را دارند. عدد ملاس یا بازده، معیاری از محتوای مزوپور کربن فعال (بیشتر از 20 A یا بیشتر از 2 نانومتر) است. تعداد بالای آن نشان دهنده جذب بالای مولکول های بزرگ است. اثربخشی ملاس با درصد و تعداد ملاس مشخص می شود. روش های مختلفی برای استفاده از آن به عنوان جاذب وجود دارد، اما اساساً همه آنها یکسان هستند. ویژگی های مشترک این روش ها به شرح زیر است:

تعداد ملاس کربن فعال (EURO) طبق روش اروپایی به عنوان مقدار کربن فعال بر حسب میلی گرم تعریف می شود که در هنگام رنگ زدایی محلول استاندارد ملاس، اثر رنگ زدایی برابر با 350 میلی گرم (با وزن خشک) کربن پودر استاندارد A8100 دارد. طبق روش استاندارد هرچه عدد ملاس (EURO) کمتر باشد، زغال‌سنگ بهتر مواد آلی با وزن مولکولی بالا را از ملاس حذف می‌کند.

تعداد ملاس کربن فعال طبق روش ایالات متحده بیانگر توانایی رنگ زدایی زغال سنگ در واحدهای نسبی نسبت به کربن استاندارد B-45 است. بر این اساس، هر چه تعداد ملاس (US) بیشتر باشد، زغال‌سنگ بهتر مواد آلی را از ملاس حذف می‌کند.

راندمان رنگ زدایی ملاس به صورت درصد بیان می شود و نشان دهنده توانایی کربن در حذف 90 درصد رنگ محلول ملاس استاندارد است. در عین حال، توانایی زغال سنگ پودر استاندارد V-45 (بر حسب گرم در واحد رنگ) 100 درصد در نظر گرفته شد.

حداقل قطر منافذ 3 نانومتر (30 A) 1.5 نانومتر (15 A) 0.5 نانومتر (5 A)

برنج. 1. مقایسه اندازه منافذ مولکول ها برای ملاس، متیلن

آبی و ید

تعداد ملاس و راندمان جذب ملاس موثرترین روش استاندارد برای نشان دادن توانایی زغال سنگ در حذف آلاینده ها از آمین ها و محلول های دیگر است. ملاس حاوی موادی است که از نظر اندازه شبیه به ناخالصی هایی هستند که باعث کف کردن محلول های جذبی می شوند. ملاس یک محصول زائد حاصل از تولید شکر، مایع شربتی قهوه ای تیره با بوی خاص است. حاوی 20-25٪ آب، 50-60٪ گلوکز، فروکتوز، ساکارز، حدود 10٪ رنگ های طبیعی با مولکولی بالا، آزو-

ترکیبات خالص (عمدتا آمیدها)، اسیدهای آزاد و محدود، حدود 8 درصد خاکستر.

دو روش برای بررسی ارائه شده است: روش فرانسوی، توسعه یافته توسط CECA، و استاندارد روسی GOST4453-74.

شماره ملاس (CESA)

بخش اصلی

جرم m کربن فعال در سوسپانسیون محلول ملاس اندازه گیری می شود. با در نظر گرفتن تغییر رنگ ظاهری محلول، قابلیت رنگ زدایی آشکار می شود.

جرم P جرم زغال سنگ استاندارد است که تعیین آن در شرایط فنی یکسان برای به دست آوردن تغییر رنگ یکسان انجام می شود.

IMS ثابتی است که توانایی رنگ زدایی زغال سنگ فوق را مشخص می کند. سپس عدد ملاس کربن فعال به صورت تعریف می شود

مقدار عددی IMS معمولاً مطابق با مقدار ملاس کربن فعال خشک استفاده شده در بالا تنظیم و ارائه می شود.

طرح کلی روش

ساخت ایزوترم رنگ زدایی

رنگ زدایی D محلول ملاس را می توان با توجه به معادله تعیین کرد

D =ÇD)Mûf.1()o، (1)

که در آن (D0f و (D0)b به ترتیب چگالی نوری محلول ملاس پس از رنگ زدایی و "تجربه خالی" هستند ("تجربه خالی" محلولی است که بدون کربن فعال به دست می آید).

رابطه بین جرم m کربن فعال مورد استفاده و رنگ زدایی حاصله D را می توان مطابق با ایزوترم جذب فروندلیچ نوشت:

K (100 - D)a، m

که در آن K و a را می توان به عنوان ثابت برای یک زغال سنگ خاص، یک ملاس خاص، یک مشخصات خاص و غیره تعریف کرد، مطابق با این واقعیت که فاصله رنگ زدایی از 60 تا 90٪ است.

مقدار کربن فعال مورد نظر، که استاندارد یا استاندارد نامیده می شود، برای یک رنگ زدایی معین مورد نیاز است

جرم P مرجعی که رنگ زدایی مشابه نمونه آزمایشی را نشان می دهد، با رابطه (1) ثبت و تعیین می شود. توان a فرضی است و در هر سری تجربی برای تعیین استاندارد موجود است. هر سری شامل مقادیر جفتی (p0, D0) است که حذف ثابت K را امکان پذیر می کند. معادله به صورت زیر نوشته شده است:

مقدار توان a

مقدار a از طریق رگرسیون خطی که از رابطه (1) شروع می شود، تعیین می شود، که به شکل لگاریتمی با استفاده از حداقل 10 مقدار (ri D) نوشته شده است، که به روش تعیین شده در کل مقدار فاصله رنگ زدایی - از 60 تا 90 توزیع شده است. ٪.

هر بار که استاندارد یا ملاس تغییر می کند، باید آنالیز مشابهی انجام شود. این امر منطقی و مطلوب است، اما در عمل لازم است چنین تجزیه و تحلیلی هر سه ماه یکبار تکرار شود تا تغییر احتمالی در ترکیب شیمیایی ملاس مشخص شود.

مقدار a همیشه به رقم دوم اعشار گرد می شود. اگر تغییر بین مقدار a جدید و مقدار استفاده شده قبلی بزرگتر یا مساوی 0.02 ± باشد، قبل از پذیرش مقدار جدید باید تأیید مجدد انجام شود. مقدار a مربوط به شرایط فعلی:

استاندارد مرطوب

برای استفاده از یک ماده دائمی، مرجع باید همیشه در همان شرایط رطوبتی باشد. برای اهداف عملی، رطوبت 0٪ در نظر گرفته شده و در نظر گرفته می شود.

بنابراین، موارد زیر مورد نیاز است:

همیشه زغال چوب استفاده شده را قبل از استفاده خشک کنید.

یا در حالتی که هست از آن استفاده کنید، اما بلافاصله پس از استفاده، رطوبت زغال سنگ را تعیین کنید و این عیب را در شمارش کل لحاظ کنید.

به عنوان یک قاعده، اگر I مقدار رطوبت استاندارد باشد که به صورت درصد بیان می شود، فرمول (2) به شکل زیر است:

نمونه های کربن فعال

از آنجایی که لازم است مقدار رنگ زدایی در محدوده 60 تا 90 درصد حفظ شود، باید کیفیت های مختلف زغال سنگ را به 4 گروه تقسیم کرد. هر گروه با جرم m¿ مشخص می شود که با یک سری اندازه گیری به دست می آید. گروه های زغال سنگ فرانسوی که برای شفاف سازی استفاده می شود به شرح زیر است:

گروه 1: شامل انواع CFS, SR; t1 = 125 میلی گرم;

گروه 2: شامل زغال سنگ 4B، 3B، 2B و معادل های آنها، به طور مساوی اکسید شده یا تیمار شده با اسید: +СХА, СХ, 3 BB 2, СЯ, BA 1703. متر مربع = 250 میلی گرم؛

گروه 3: شامل انواع BM، B و نوع اکسید شده یا تیمار شده با اسید +20 و B45 مربوطه آنها می باشد. m3 = 500 میلی گرم؛

گروه 4: O, TK, 25 v; m4 = 1.000 mg (البته برای این نوع بسیار مهم است که بتوان از رقم m = 1.500 mg به جای مقدار جرم پیشنهادی استفاده کرد).

در صورتی که دو تفاوت بزرگ بین فعالیت زغال سنگ آزمایش شده اجازه نمی دهد B در محدوده 60 تا 90٪ باشد، لازم است آزمایشی با استفاده از نمونه جدید و انتخاب مقدار مناسب تر tg- انجام شود.

به عنوان یک قاعده کلی، برای تعیین جرم m- که مطابق با فعالیت کربن فعال انتخاب شده، که گروه آن مشخص است، استفاده می شود، باید یک آزمایش اولیه با استفاده از جرم m2 انجام شود. مقدار رنگ‌زدایی B به‌دست‌آمده، گروه فعال و در نتیجه مقدار مناسب‌تر r- را تعیین می‌کند که منجر به مقدار رنگ‌زدایی بین 60 تا 90 درصد می‌شود.

رنگ زدایی، % گروه

90 > 0 > 60 II

60 > 0 > 35 III

روش کنترل

تجهیزات:

پیپت 100 میلی لیتر با یک علامت یا خودکار.

فلاسک شیشه ای 1 لیتری؛

فیلتر تاشو (کاغذ فیلتر)، نوع 4B؛

فیلترهای N 111 - با قطر لایه آبی 150 میلی متر؛

رگ های آزمایشگاهی؛

مشعل یا اجاق گاز؛

حمام ترموستاتیک؛

اسپکتروفتومتر;

قیف ها

مقیاس های تحلیلی

معرف ها:

محلول ملاس؛

اسید اورتوفسفریک (H3PO4) - محلول، 52 یا 60 در مقیاس

فرمالدئید (فرمالدئید) 30٪.

تهیه محلول ملاس

محلول ملاس با حجم n0 از نیشکر وزن شده و در یک فلاسک گرد 1 لیتری وارد می شود.

500 میلی لیتر آب مقطر اضافه می شود و به دنبال آن x میلی لیتر محلول H3PO4 خالص (گرید تحلیلی). به طور تجربی به منظور حذف خطاهای با pH 2.6 در محلول نهایی ملاس انتخاب شده است. اساساً 2 تا 3 میلی لیتر برای 60 اسید بوما کافی است:

x(H3PO4) = " = 1.71.

3 144,3 - 60 84,3

برای اطمینان از محلول مناسب (صحیح) ملاس، محلول را حرارت داده و به مدت 5 دقیقه در محل جوش نگه دارید. به سرعت با آب جاری تا دمای محیط خنک شود. آب مقطر را اضافه کنید تا به 1 لیتر در هر 5 گرم محلول برسد. مواد فیلتر Clarcel DIC و اضافی

لایه فیلتر جدید روی فیلتر دوریر 4B تا می شود، محلول دو بار از کل مجموعه عبور می کند.

برای افزایش ماندگاری محلول ملاس که باید در یخچال نگهداری شود معمولاً 1 میلی لیتر محلول آلدئید فرمیک 30 درصد اضافه می شود. بنابراین، محلول را می توان حداکثر برای 2 یا 3 روز نگهداری کرد.

چگالی نوری محلول ملاس تهیه شده با یک اسپکتروفتومتر در طول موج 450 نانومتر اندازه گیری می شود تا منجر به تغییر رنگ با جرم مرجع برابر P0 = m2 شود:

= (B0)b0 - (B0)/0 = 20 ± 68%. 0 (ZD

محلول ملاس آماده استفاده است.

رویه عملیاتی

رنگ زدایی ملاس با استفاده از کربن فعال

t میلی گرم زغال سنگ پودر شده پس از وزن کردن زغال سنگ با دقت 0.1 میلی گرم، رطوبت آن، به یک بشر با حجم 150 میلی لیتر وارد می شود.<10 %.

جرم نمونه m با سطح فعالیت کربن آزمایش شده مطابق با بند "نمونه های کربن فعال" تعیین می شود.

100 میلی‌لیتر از محلول ملاس که در بند «تهیه محلول ملاس» توضیح داده شده است، با یک پیپت اندازه‌گیری می‌شود (جمع‌آوری می‌شود)، به زغال چوب فعال اضافه می‌شود و با همزن شیشه‌ای هم می‌زنید. لیوان در یک حمام ترموستاتیک در دمای 2±92 درجه سانتیگراد قرار می گیرد. لازم است در حین هم زدن محلول به دمای 70 درجه سانتیگراد برسد. سپس لیوان از حمام خارج می شود و محلول از طریق فیلتر دوریر با نوار آبی 150 میلی متری فیلتر می شود. چند میلی لیتر اول محلول باید مجدداً (1-2 بار) فیلتر شود تا یک فیلتر کاملاً شفاف بدست آید.

تغییر رنگ در مورد استاندارد و "خالی"

هر سری از آزمایش ها شامل دو آزمون زیر است:

دو اندازه گیری با یک استاندارد، انجام شده در شرایط یکسان، مشابه برای زغال سنگ آزمایش، با جرم P = 250 میلی گرم استاندارد خشک (یا با سطح رطوبت شناخته شده I) شروع می شود.

یک "تجربه بیکار"؛ به عبارت دیگر، محلول ملاسی که حاوی کربن فعال نیست، در شرایطی مشابه با محلول های دیگر در نظر گرفته می شود که سطح رنگ نهایی برای محاسبات رنگ زدایی استفاده می شود.

اندازه گیری چگالی نوری

چگالی نوری (D0)b "تجربه خالی" و (D0) / محلول رنگ‌زدایی شده با کربن ملاس و آزمایش مشابه با استاندارد روی یک اسپکتروفتومتر در طول موج 450 نانومتر اندازه‌گیری می‌شود.

تعداد ملاس

1. محاسبه بر اساس اندازه گیری چگالی نوری است. تغییر رنگ با استفاده از رابطه (1) تعیین می شود.

به عبارت دیگر، D(%) - برای کربن فعال آزمایش شده (جرم m) و D0(%) - برای استاندارد (جرم P0 = m2). D0 میانگین دو مقدار مربوط به دو آزمایش با یک استاندارد است.

2. معادله (2) جرم P مرجع مورد نیاز برای به دست آوردن تغییر رنگ D را تعیین می کند، میزان رطوبت k مرجع مشخص است. در شرایط فعلی، مقدار شاخص a = 0.26.

3. عدد ملاس کربن فعال آزمایش شده / M از نسبتی به دست می آید که در آن 1M3 شاخص ملاس برای مرجع خشک است.

در حال حاضر از مقادیر استاندارد /M^ استفاده می شود: M = 168.

تعیین فعالیت جذب برای ملاس (GOST 4453-76)1

یک قسمت مشترک

محلول ملاس به شرح زیر تهیه می شود: حدود 50 گرم ملاس با 800 سانتی متر مکعب آب مقطر رقیق شده و سپس چگالی نوری محلول با آب یا ملاس به 0.6-0.7 تنظیم می شود. واحدها هنگام اندازه گیری در یک کووت با فاصله بین وجه های کاری 5 میلی متر و تا 1.21.4 انتخاب کنید. واحدها هنگام اندازه گیری در یک کووت با فاصله بین وجه های کاری 10 میلی متر، 1 گرم کیزلگور یا سیلیکاژل اضافه کنید و با ذرات بزرگتر از 1 میلی متر به صورت پودر آسیاب شده و تکان دهید. محلول از طریق یک کاغذ صافی پلیسه دار فیلتر می شود.

1 GOST 4453-76. پودر چوب روشن کننده فعال زغال سنگ.

با اصلاحات و تغییرات. مشخصات فنی. معرفی 93/01/01. مسکو: انتشارات

دارتوف، 1993. 23 ص.

چگالی نوری محلول ملاس حاصل بر روی رنگ سنج فوتوالکتریک با فیلتر نور آبی با طول موج 40 نانومتر اندازه گیری می شود. آب مقطر به عنوان محلول کنترل استفاده می شود.

تجهیزات:

رنگ سنج فوتوالکتریک نوع FEK-M;

فلاسک حجمی مطابق با GOST 1770-74 با ظرفیت 250 سانتی متر مکعب؛

آب حمام؛

Kieselguhr یا سیلیکاژل درجه KSK طبق GOST 3956-76.

زغال سنگ روشن - نمونه;

آب مقطر؛

کاغذ فیلتر.

انجام تحلیل

0.5 گرم زغال سنگ آنالیز شده و نمونه، با خطای 0.01 گرم بیشتر وزن می شود، در فلاسک های کف تخت قرار می گیرد و 100 سانتی متر مکعب محلول ملاس اضافه می شود. محتویات فلاسک ها در حمام تا دمای 80 درجه سانتیگراد با تکان دادن مداوم گرم می شود و بدون توقف تکان دادن به مدت 5 دقیقه در این دما نگهداری می شود. پس از تکان دادن، محلول ها بلافاصله از طریق یک فیلتر کاغذی فیلتر می شوند و اولین بخش های فیلتر را دور می اندازند. محلول ها پس از فیلتراسیون باید کاملا شفاف باشند.

محلول تا دمای محیط خنک می شود و چگالی نوری آنها در رابطه با آب مقطر در شرایط مربوط به تعیین چگالی نوری محلول اولیه ملاس تعیین می شود.

پردازش نتایج

فعالیت جذب زغال سنگ تجزیه شده برای ملاس (X1) به عنوان درصد با فرمول محاسبه می شود.

که در آن d چگالی نوری محلول اولیه ملاس است. d1 چگالی نوری محلول تیمار شده با کربن مرجع است. d2 چگالی نوری محلول تیمار شده با کربن آنالیز شده است.

نتیجه به عنوان میانگین حسابی دو تعیین موازی در نظر گرفته می شود که اختلاف مجاز بین آنها نباید از 5 abs تجاوز کند. % 2.

2 GOST 4453-76. پودر چوب روشن کننده فعال زغال سنگ.

با اصلاحات و تغییرات. مشخصات فنی. معرفی 93/01/01. م.: انتشارات استاندارد، 1372. 23 ص.

ملاس یک ماده مدل جهانی برای ارزیابی کیفیت زغال سنگ پودری شفاف کننده فعال است که به ترتیب در صنایعی استفاده می شود که در آن خالص سازی (یا شفاف سازی) محصولات و مواد واسطه با فناوری با مولکولی بالا انجام می شود. 4 نوع ملاس وجود دارد: تصفیه شده، نیشکر، خام و چغندر. ملاس شرکت "CESA" عصا است. ملاس، که در تجزیه و تحلیل AC روسیه طبق GOST 4453-74 استفاده می شود، چغندرقند است.

به طور طبیعی، منشاء متفاوت ملاس به طور عینی باعث ایجاد برخی تفاوت‌های غیراصولی می‌شود که در طی مطالعات طیف‌سنجی در ناحیه IR آشکار می‌شود. به طور کلی، طیف IR دو ملاس یکسان است (شکل 2)، به استثنای ناحیه فرکانس پایین (1300-650 سانتی متر-1)، که به عنوان منطقه "اثر انگشت" شناخته می شود، جایی که هر ترکیب در این بازه است. منحنی طیفی خاص خود را دارد. داده های زیر (جدول 1) برای هر دو ملاس در فرکانس های مشخصه آورده شده است.

میز 1

ویژگی های ملاس

شماره ملاس فرانسوی cm 1 ملاس کارخانه ای cm 1

1 1000 1000 (شانه)

2,930 (خیابان داخلی) 930 (شانه)

3 850-870 (W) 910 (W)

4 835 870 (شماره)

5 780 (شانه) 780

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

برنج. 2. طیف مادون قرمز دو ملاس: - ملاس چغندر خانگی. - ملاس نی فرانسوی

طیف دو ملاس گرفته شده در نواحی UV و مرئی (شکل 3) نشان می دهد که منحنی های جذب آنها مشابه یکدیگر است. در اشعه ماوراء بنفش (<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).

جدول 2

عوامل رنگ آمیزی ملاس فرانسوی ملاس کارخانه

محصولات تجزیه قلیایی قندهای معکوس 70-75 70 درصد

ملانوئیدین ها، %20-25 25-30

کارامل، % 5 0-5

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

برنج. 3. طیف دو ملاس در نواحی UV و مرئی: - ملاس چغندر خانگی. - ملاس نی فرانسوی

نتایج به‌دست‌آمده با داده‌های تجربی به‌دست‌آمده توسط کارکنان MTIPP، که همه انواع ملاس را با روش جداسازی ژل فیلتراسیون مطالعه کردند، مطابقت خوبی دارد.

از نظر کاربردی، مقایسه بصری دو ملاس باعث می شود موارد زیر را مشاهده کنید:

مقداری تاخیر در سرعت انحلال ملاس فرانسوی در آب.

ملاس اولیه (شربت مانند) شرکت CESA چندین برابر غلیظتر از روسی است.

استفاده از ملاس به عنوان جاذب یک روش کلاسیک و شناخته شده است، اما ارزیابی عینی همه روش‌هایی که ما با استفاده از ملاس طبیعی شناخته‌ایم، ناگزیر به شناسایی یک ایراد عمده در همه ملاس‌ها می‌شود. این است که آنها تا حد زیادی در معرض تغییرات در ماهیت کیفی و کمی هستند که به نوبه خود توسط شرایط مختلف طبیعی و اقلیمی منشاء ماده اولیه پایه تعیین می شود. به عبارت دیگر، ناپایداری ترکیب رنگ جاذب (ملاس) هم برای روش روسی طبق GOST 4453-74 و هم برای روش شرکت CECA یک نقطه منفی به همان اندازه است. در مورد روش اول، نتیجه گیری با سال ها تجربه آزمایشگاه های روسی تایید شده است، و دوم - با داده های ادبیات مطالعات مشابه.

ما همچنین باید به یک نکته منفی دیگر در روش مطابق با GOST 4453-74 و در روش شرکت "SECA" توجه داشته باشیم. این نیاز به استفاده از زغال سنگ مرجع است. علاوه بر مشکلات انتخاب یک زغال سنگ مرجع با ویژگی های کاملاً تعریف شده، استفاده از آن به عنوان یک استاندارد مقایسه واحد برای کنترل کیفی زغال سنگ های شفاف کننده فعال صنعتی که ماهیت آنها یکسان نیست (قلیایی، اسیدی) اساساً اشتباه است. ).

از نظر عملی، تسلط بر روش تعیین تعداد ملاس مورد استفاده توسط شرکت CECA این امکان را فراهم می کند تا موارد زیر را آشکار کنیم: روش فرانسوی از نظر کیفی در سطح کیفی بالاتری از روش روسی قرار دارد، اگرچه ماهیت روش ها و مسیر اصلی عملیات یکسان است. سطح روش شناسی فرانسوی با جزئیات ویژه توسعه، یک دوره آماده سازی کامل چند مرحله ای قبل از تجزیه و تحلیل مستقیم، اشباع با تجهیزات و ابزار آزمایشگاهی تعیین می شود. الگوریتم انجام محاسبات بر اساس اندازه گیری ها شامل چندین مرحله است که طبیعتاً آنها را پیچیده می کند. شاخص توانایی شفاف سازی، بر خلاف روش استاندارد روسی، یک مقدار بدون بعد (عدد ملاس) است که شامل تعدادی مقادیر نسبی و ثابت است.

به طور کلی، اجرای این تکنیک به یک دستیار آزمایشگاهی بسیار ماهر نیاز دارد.

بازتولید کامل روش CECA در شرایط ما امکان پذیر نبود، زیرا ما قادر به برآوردن همه شرایط نبودیم. مثلا:

معرف Clarcel DIC، با قیاس فرضی، با kieselguhr که برای ما شناخته شده است جایگزین شد.

از تجهیزات آزمایشگاهی CECA، فیلترهای پلیسه دار دوریر نداریم (آنها با فیلترهای کاغذی تا شده جایگزین شدند) و از فلاسک خلاء با بوته برای فیلتر کردن استفاده نکردیم.

با در نظر گرفتن تعدادی از تقریب ها و مفروضات، نتایج نمونه های مورد تجزیه و تحلیل در فرآیند تسلط بر روش CECA به شرح زیر است (جدول 3).

جدول 3

تست کربن فعال

تعداد ملاس نمونه (CESA) فعالیت جذب، % (GOST 4453-74)

SR (فرانسه) 363 174

ŒV (فرانسه) 335,169

OU-A (RF) 150 109

Etalon (RF) 136 100

بر اساس جدول ارائه شده، نتایج به‌دست‌آمده را می‌توان به صورت زیر تفسیر کرد: با توجه به ساخت خاص الگوریتم اندازه‌گیری و محاسبه در روش فرانسوی، به نظر می‌رسد که متحرک‌تر، در ارزیابی کیفیت زغال‌سنگ حساس‌تر است. تفاوت در فعالیت بین نمونه های زغال سنگ، به عنوان مثال، SR و CXV، تقریبا با روش روسی حذف می شود، در حالی که تجزیه و تحلیل با روش CECA کیفیت متفاوت آنها را ثابت می کند. دستیابی به چنین وضوحی در نمایش کیفیت زغال سنگ نتیجه مطالعه عمیق علمی آنالیز با گنجاندن تجهیزات آزمایشگاهی لازم است.

بنابراین، تحقیقات انجام شده نشان می‌دهد که روش CECA نسبت به روش داخلی حساس‌تر است و به شما امکان می‌دهد تا کربن‌های فعال را با کیفیت آن‌ها به طرز ماهرانه‌تری تشخیص دهید. این ویژگی های متدولوژی فرانسوی باید در هنگام بهبود روش استاندارد داخلی در نظر گرفته شود.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Baklanova O.N. جاذب های کربن میکرو متخلخل بر اساس مواد خام گیاهی / مجله شیمی روسیه. - 2004. - شماره 3. - S. 89-94.

2. Kingle H., Bader E. زغال سنگ فعال و کاربرد صنعتی آنها. - ل.: شیمی، 1984. - 216 ص.

3. Koganovsky A.M.، Levchenko T.M.، Kirichenko V.A. جذب مواد محلول. - L.: Naukova Dumka، 1977. - 223 p.

4. Roshchina T. M. پدیده های جذب و سطح / مجله آموزشی Sorosovsky. - 1998. - شماره 2. - S. 89-94.

5. Shumyatsky Yu.I. فرآیندهای جذب: کتاب درسی. کمک هزینه -م.، 2005. - 164 ص.

6. Keltsev N.V. مبانی فناوری جذب - م.: شیمی، 1984. - 592 ص.

7. Avgushevich I.V., Bronovets T.M. روشهای استاندارد برای آزمایش زغال سنگ طبقه بندی زغال سنگ - M.: NTK "Trek"، 2008. - 368 p.

8. کربن‌های فعال پترودارکو - کربن‌های فعال مؤثر برای حذف ترکیبات ماکرومولکولی و ذرات روغن معدنی از محلول‌های جذبی [منبع الکترونیکی] // کتابخانه دیجیتال Norit. - 2011. - URL: http://tdtka.ru/wp-content/uploads/ 2012/10/3.2.-Aktivirovannyie-ugli-Petrodarco.pdf (تاریخ دسترسی: 10/5/2014).

9. سیلین ام.پ. فناوری قند - م.: کتاب عندالمطالبه، 1967. - 625 ص.

1. Baklanova O.N. میکروپوریستی uglerodnye adsorbenty na osnove rastitelnogo syrya. Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal، 2004، شماره. 3، صص 89-94.

2. Kingle Kh., Bader E. Aktivnye ugli i ikh promyshlennoe prime-nenie. مسکو: Khimiya, 1984. 216 ص.

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

4. روزچینا تی.ام. ادسوربتسیونیه یاولنیا ای پورخنوست. Sorosovskiy obrazovatelnyy zhurnal، 1998، شماره. 2، صص 89-94.

5. Shumyatskiy Yu.I. جذب پروتزسی. مسکو، 2005. 164 ص.

6. Keltsev N.V. Osnovy adsorbtsionnoy tekniki. مسکو: Khimiya, 1984. 592 ص.

7. Avgushevich I.V., Bronovets T.M. روش استاندارد pyrtaniya ugley است. کلاسیفیکاتسیا زشت. مسکو: NTK "Trek"، 2008. 368 ص.

8. Aktivirovannye Ugli Petrodarco - Efektivnye Actirovannye Ugli dlya Udaleniya vysokomolekulyarnykh soedineniy i chastits mineralnykh masel IZ adsorbtsionnykh rastvorov. کتابخانه دیجیتال نوریت، 2011، موجود در: http://tdtka.ru/wp-content/uploads/2012/10/3.2.-Aktivirovannyie-ugli-Petrodarco.pdf (دسترسی در 5 اکتبر 2014).

9 سیلین M.P. فناوری ساخارا مسکو: Kniga po trebovaniyu، 1967. 625 ص.

Belousov Konstantin Sergeevich (پرم، روسیه) - دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم مواد پودر، دانشگاه پلی تکنیک ملی تحقیقاتی پرم (614990، Perm، Komsomolsky pr.، 29، ایمیل: [ایمیل محافظت شده]).

Minkova Anfisa Andreevna (پرم، روسیه) - دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم مواد پودری دانشگاه پلی تکنیک ملی تحقیقاتی پرم (614990، Perm، Komsomolsky pr.، 29؛ ایمیل: [ایمیل محافظت شده]).

Generalova Ksenia Nikolaevna (پرم، روسیه) - دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم مواد پودر دانشگاه پلی تکنیک ملی تحقیقاتی پرم (614990، Perm، Komsomolsky pr.، 29؛ ایمیل: [ایمیل محافظت شده]).

اولونتسف والنتین فدوروویچ (پرم، روسیه) - دکترای علوم فنی، استاد گروه علوم مواد پودر دانشگاه پلی تکنیک ملی تحقیقاتی پرم (614990، Perm، Komsomolsky pr.، 29؛ ایمیل: [ایمیل محافظت شده]).

درباره نویسندگان

Konstantin S. Belousov (پرم، فدراسیون روسیه) - دانشجوی فارغ التحصیل، بخش مواد پودری، دانشگاه پلی تکنیک تحقیقات ملی پرم (کومسومولسکی خیابان، 29، پرم، 614990، فدراسیون روسیه، ایمیل: [ایمیل محافظت شده]).

Anfisa A. Minkova (پرم، فدراسیون روسیه) - دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مواد پودری، دانشگاه پلی تکنیک تحقیقات ملی پرم (کومسومولسکی خیابان، 29، پرم، 614990، فدراسیون روسیه؛ ایمیل: [ایمیل محافظت شده]).

Kseniya N. Generalova (پرم، فدراسیون روسیه) - دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مواد پودری، دانشگاه پلی تکنیک ملی تحقیقاتی پرم (کومسومولسکی خیابان، 29، پرم، 614990، فدراسیون روسیه، ایمیل: [ایمیل محافظت شده]).

والنتین اف. اولونتسف (پرم، فدراسیون روسیه) - دکترای علوم فنی، استاد، گروه مواد پودری، دانشگاه پلی تکنیک ملی تحقیقاتی پرم (کومسومولسکی خیابان، 29، پرم، 614990، فدراسیون روسیه؛ ایمیل: [ایمیل محافظت شده]).

منطقه لنینگراد ویبورگسکی منطقه پروومایسکویه

MBOU "مرکز آموزشی Pervomaisky"

پژوهش

بررسی خواص ظرفیت جذب کربن فعال

بخش - شیمی

تکمیل شده توسط دانش آموزان کلاس 9 A

آنتیمونیک الکساندرا و شایاخمتوا آلسو

سر ژامالوا لیوبوف الکساندرونا

معلم شیمی و زیست شناسی

2015 محتوا

فصل

صفحه

معرفی

بخش نظری

2.1 جذب به عنوان یک پدیده

2.2 پیشینه تاریخی

2.3 نحوه بدست آوردن

2.4 کاربردهای کربن فعال

بخش عملی

3.1 تحقیق در آزمایشگاه مدرسه

3.2 تحقیق در خانه

نتیجه

کتاب های استفاده شده

برنامه (ارائه)

معرفی

در درس شیمی با خاصیت کربن مانند جذب آشنا شدیم. اهمیت جذب، چه در صنعت و چه در زندگی روزمره، ما را بر آن داشت تا پدیده جذب را در آزمایشگاه مدرسه و در خانه با استفاده از کربن فعال به عنوان نمونه مطالعه کنیم. می خواستیم بدانیم که آیا می تواند همه مواد را جذب کند یا خیر.

مرتبط بودن کار :

اهمیت جذب در ارتباط با حل مشکلات زیست محیطی و مشکلات بدست آوردن مواد بسیار خالص.

مشارکت دانش‌آموزان در مطالعه شیمی از جنبه عملی و کاربرد دانش کسب شده در زندگی روزمره.

توسعه علاقه در بین دانش آموزان مدرسه برای به دست آوردن مهارت های نظری و عملی در شیمی: کار در آزمایشگاه، کار با اینترنت برای جستجو و انتقال اطلاعات.

تازگی موضوع انتخاب شده شامل مطالعه مختصری در مورد علل جذب در بین دانش آموزان است.

هدف از این کار استمطالعه ظرفیت جذب کربن فعال

وظایف تعیین شده برای رسیدن به هدف :

نمونه هایی از کاربرد عملی ظرفیت جذب کربن فعال در فعالیت های حرفه ای و زندگی انسان را بیابید.

برای مطالعه ظرفیت جذب کربن فعال؛

مشاهده و تجزیه و تحلیل پدیده جذب، با استفاده از کربن فعال به عنوان مثال.

برای مطالعه، ما با منابع علمی مانند ادبیات فنی، منابع اینترنتی، دایره‌المعارف آشنا شدیم و دریافتیم که پدیده جذب به طور گسترده نشان داده شده است و یک پدیده به خوبی مطالعه شده است.جذب زیربنای تمیز کردن، خشک کردن، جداسازی گاز و سایر فرآیندها است. بر اساس جذب، آب تصفیه و زلال می شود که متعاقباً برای شرب و نیازهای فنی استفاده می شود.در قسمت نظری از مطالب ادبیات فنی و تاریخی و برای آزمایش از کتاب شیمی تجزیه دانش آموزان استفاده کردیم. عمل آزمایشگاهی.

روش های تحقیق مورد استفاده در کار :

مطالعه و انتخاب مواد؛

مشاهدهو تجزیه و تحلیل پدیده های جذب.

آزمایش کنید.

نتایج برنامه ریزی شده:

مشاهده و تجزیه و تحلیل پدیده جذب، با استفاده از کربن فعال به عنوان مثال.

برای مطالعه ظرفیت جذب کربن فعال؛

- نمونه هایی از کاربرد عملی ظرفیت جذب کربن فعال در فعالیت های حرفه ای و زندگی را بیابید.

بخش نظری

جذب به عنوان یک پدیده

لباس نقاش بوی سقز و رنگ می دهد، شیرینی پزی بوی جوز، راننده بوی بنزین می دهد. دلیل این امر جذب مولکول های گاز روی لباس است که پارچه آن یک سیستم پراکنده است. جذب زیربنای تمیز کردن، خشک کردن، جداسازی گاز و سایر فرآیندها است. تصفیه روغن های گیاهی از رنگ ها، به اصطلاح فرآیند سفید کردن روغن، با کمک سنگ های رسی که به عنوان جاذب عمل می کنند، انجام می شود.
بر اساس جذب، آب تصفیه و زلال می شود که متعاقباً برای شرب و نیازهای فنی استفاده می شود. جذب باعث تثبیت مولکول های رنگ بر روی بافت ها می شود. درک شخص از بو و مزه به جذب مولکول های مواد مربوطه در حفره بینی و زبان بستگی دارد.

با کمک جاذب های جامد مختلف، بخارات و گازهای با ارزش جذب می شوند، محلول ها در تولید قند، گلوکز، بسیاری از مواد دارویی و فرآورده های نفتی شفاف می شوند.

جذب (از لات.آگهی- در، در وسوربئو- جذب می کنم)، جذب یک ماده از یک محیط گازی یا محلول توسط لایه سطحی مایع یا جامد.

یکی از جاذب ها کربن فعال است.(فعال، کربولن) (از lat. carbo activatus) - ماده ای با ساختار متخلخل توسعه یافته، که از مواد مختلف حاوی کربن با منشاء آلی به دست می آید. با کیفیت ترین جاذب های موجود زغال پوسته نارگیل و زغال توس (BAU-A) هستند.

از دیدگاه شیمی، کربن فعال یکی از اشکال کربن با ساختار ناقص است که عملاً هیچ ناخالصی ندارد. کربن فعال از 87-97 درصد وزن کربن تشکیل شده است، همچنین می تواند حاوی هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، گوگرد و سایر مواد باشد.

مرجع تاریخی

توانایی قابل توجه زغال چوب در جذب (جذب) انواع بخارات، گازها، مواد معطر و رنگی از محلول ها برای اولین بار در پایان قرن 18 کشف شد. در سال 1773، شیمیدان معروف کارل شیل، جذب گازها را روی زغال چوب مشاهده کرد. دقیقاً به روز (5 ژوئن 1785)، کشف جذب (جذب) توسط توبیاس لوویتز از محلول‌های مواد توسط زغال چوب تاریخ‌گذاری شده است. لوویتز از زغال چوب برای تصفیه طیف گسترده ای از محصولات (داروها، آب آشامیدنی، ودکای نان، عسل و سایر مواد قندی، نمک نمک و غیره) استفاده کرد. . و در سال 1794 از کربن فعال برای شفاف سازی شربت ها در یک پالایشگاه شکر در انگلستان استفاده شد.

در قرن نوزدهم، تحقیقات در مورد خواص جذب زغال سنگ ادامه یافت، اما تنها در آغاز قرن بیستم پایه‌های تولید صنعتی کربن فعال گذاشته شد. در طول جنگ جهانی اول، N.D. زلینسکی ماسک های ضد گاز بر پایه زغال چوب تولید کرد. این اختراع جان هزاران نفر را نجات داد و به عنوان انگیزه ای برای تحقیقات بیشتر در مورد توانایی زغال سنگ در جذب بخارات و مواد گازی مختلف عمل کرد که منجر به گسترش حوزه های کاربرد کربن فعال شد.

چگونه به دست آوریم

برای به دست آوردن کربن فعال می توان از انواع مواد خام آلی (پیت، زغال سنگ قهوه ای و سیاه، آنتراسیت، مواد چوبی) استفاده کرد. زغال سنگ که با مقاومت مکانیکی و ظرفیت جذب بالا مشخص می شود، از پوسته نارگیل به دست می آید. به طور ساده، فرآیند تولید کربن فعال را می توان به دو مرحله کاهش داد: کربن سازی و فعال سازی. در مرحله اول تولید کربن فعال، ماده خام بدون دسترسی به اکسیژن تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد، در نتیجه مواد فرار (رطوبت و تا حدی رزین ها) از آن خارج می شود، فشرده می شود و استحکام پیدا می کند. ساختار ماده حاصل متخلخل بزرگ است و دارای سطح داخلی کوچکی است که در نتیجه نمی توان از آن به عنوان جاذب صنعتی استفاده کرد. مشکل به دست آوردن یک ساختار ریز متخلخل توسعه یافته در مرحله فعال سازی حل می شود. فعال سازی به دو صورت انجام می شود: اکسیداسیون با گاز یا بخار و تصفیه با معرف های شیمیایی. برای فعال سازی گاز از اکسیژن (هوا)، بخار آب و دی اکسید کربن استفاده می شود.

زمینه های کاربرد کربن فعال

تا به امروز، کربن فعال در مقادیر و مجموعه های زیادی تولید می شود و در زمینه های زیر کاربرد دارد: تصفیه آب آشامیدنی و فاضلاب. تصفیه آب های در گردش در شرکت ها؛ شفاف سازی شربت های قند؛ تمیز کردن گاز و بازیابی بخار؛ دریافت داروها؛ تصفیه محلول های الکل آب و شراب؛ استفاده به عنوان کاتالیزور و حامل کاتالیزور؛ در صنعت معدن طلا برای استخراج طلا از راه حل های کاری.

تهیه آب آشامیدنی

خواص منحصر به فرد کربن فعال، تنوع کاربردهای این محصول را تعیین کرد. مشکل در دسترس بودن منابع پاک آب آشامیدنی و همچنین ذخیره طولانی مدت ذخایر آن، همیشه برای انسان حاد بوده است. با افزایش جمعیت سیاره ما و همچنین با توسعه سریع صنعت، مقیاس آلودگی بدنه های آب شیرین به طور قابل توجهی افزایش یافته است که ما را مجبور کرد به دنبال روش های موثر تصفیه آب باشیم. هیچ روش جهانی برای تصفیه آب از ناخالصی های ناخواسته وجود ندارد، اما استفاده از برخی از آنها به طور همزمان به شما امکان می دهد به درجه تصفیه مورد نیاز دست یابید. وظیفه اصلی در تصفیه آب، بهبود طعم آنها (بوی زدایی آب) است. موثرترین روش برای حذف تعدادی از ناخالصی‌های آلی و معدنی از آب، روش جذب خالص بر روی کربن فعال است. این روش از نیمه اول قرن بیستم در تصفیه خانه های آب مورد استفاده قرار گرفته است.

رادیکال ترین راه برای تصفیه آب آن استتقطیر زمانی که تمام ناخالصی ها و نمک های محلول در نتیجه تقطیر حذف شوند. اما، به گفته دانشمندان و متخصصان بهداشت، استفاده مداوم از چنین آبی نامطلوب است، زیرا. می تواند منجر به عدم تعادل نمک شود.

مشکل بهبود کیفیت آب آشامیدنی در صورت تنوع قابل حل استفیلترها برای تصفیه آب

ب پارچ های فیلتر به طور گسترده در زندگی روزمره استفاده می شود که در آن آب از طریق یک کارتریج قابل تعویض به ظرف پایینی عبور می کند. عنصر فیلتر کارتریج حاوی کربن فعال و رزین تبادل یونی است.

کربن های فعال جاذب های جهانی هستند که برای حذف ناخالصی های مختلف شیمیایی استفاده می شوند. به طور سنتی، زغال سنگ به دست آمده از پوسته نارگیل بهترین برای تصفیه آب در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال تعداد منافذ در واحد سطح در چنین زاویه ای 4 برابر بیشتر از توس است.

استفاده از کربن فعال در صنعت معدن طلا.

هنگامی که یک محلول سیانید طلا از طریق کربن فعال متخلخل ریز پمپ می شود، طلا کاهش می یابد و روی کربن جذب می شود.

علاوه بر طلا، کربن فعال به طور گسترده ای برای استخراج فلزات دیگر استفاده می شود. سری انتخابی به شکل زیر است:

Au > Ag > Fe > Cu > Ni > Co > Zn

یعنی طلا در مقایسه با فلزات سمت راست در سری انتخابی بهتر از محلول جذب می شود.

تصفیه هوا و گازها

کربن فعال به طور گسترده ای برای تصفیه هوا استفاده می شود. یک مثال بازیابی بخارات حلال با جذب روی کربن فعال است. حلال های معمولی که می توانند بر روی کربن فعال بازیابی شوند عبارتند از دی اتیل اتر، استون، الکل ها، بنزین، تولوئن، هگزان، بنزن، هیدروکربن های فلوئوردار، تری کلرواتان، و همچنین سولفید هیدروژن و غیره.

کربن فعال در پزشکی

قبلاً در حدود 1550 قبل از میلاد، یک پاپیروس قدیمی مصری به استفاده از زغال چوب در پزشکی اشاره کرد.

کربن فعال بسیاری از مواد سمی را جذب می کند. اعتقاد بر این است که باید ظرف دو ساعت پس از مسمومیت استفاده شود. در این مدت زغال سنگ قادر است بیشتر سموم موجود در دستگاه گوارش را به هم متصل کند.

عمدتاً از زغال فعال برای مسمومیت ها و اسهال های مختلف استفاده می شود. با این حال، با وجود این واقعیت که زغال چوب بسیاری از سموم مختلف را جذب می کند، روی همه سموم کار نمی کند.

زغال سنگ همچنین سموم تولید شده توسط باکتری ها را جذب می کند. در مورد مصرف آن در طول درمان آنتی بیوتیکی باید با پزشک خود مشورت کنید، زیرا زغال سنگ علاوه بر سموم می تواند داروها را نیز جذب کند.

در صورت مسمومیت با اسیدهای قوی، الکل های غیرقابل خوردن، حلال ها و فلزات سنگین نباید از زغال چوب استفاده کرد. زغال سنگ همچنین برخی از آفت کش ها را جذب نمی کند.

کربن فعال تمام مواد را جذب می کند و هیچ گزینش پذیری ندارد. زغال سنگ علاوه بر سموم و مواد مضر که اغلب توسط سازنده اعلام می شود، مواد مفید و ضروری برای بدن را نیز جذب می کند. بنابراین زغال سنگ باید به مرور زمان با استفاده از مواد دیگر به مدت حداقل 2 ساعت پخش شود، در غیر این صورت تمام داروها و افزودنی های مفید توسط زغال سنگ جذب می شود. معقول است که از زغال سنگ فقط در مواقعی که واقعاً ضروری است استفاده کنید، یعنی. در صورت مسمومیت .

بخش عملی

مطالعه

ظرفیت جذب کربن فعال

هدف کار:بررسی ظرفیت جذب کربن فعال

وظایف:

بررسی ظرفیت جذب کربن فعال در آزمایشگاه و خانه؛

برای آشکار کردن تأثیر ماهیت حلال بر جذب؛

ردیابی کیفی ظرفیت جذب برای محلول های کمی رنگی.

تحقیق در آزمایشگاه مدرسه

تحقیق شماره 1. جذب توسط کربن فعال مواد مختلف از محلول ها.

هدف کار : مطالعه جذب مواد مختلف از محلول ها توسط کربن فعال.

پیش رفتن. 5 میلی لیتر محلول 0.01 درصد فوشسین، مالاشیت گرین، سولفات مس، ید، دی کرومات پتاسیم در یک فنجان شیمیایی با یک استوانه اندازه گیری شد. 0.25 گرم زغال چوب فعال پودر شده به هر لیوان اضافه شد. پس از تکان دادن پس از 5-10 دقیقه، مخلوط ها از طریق فیلترهای معمولی (9.00) فیلتر می شوندhm).

مشاهده : سرخابی - بی رنگ.

مالاکیت سبز - تغییر رنگ؛

ید - زرد، شفاف؛

سولفات مس - آبی؛

دی کرومات پتاسیم - زرد روشن، شفاف.

نتیجه : هر چه مایع شفاف تر و سبک تر باشد، جذب بهتر انجام می شود، یعنی. سرخابی و مالاکیت سبز بهترین جذب را دارند.

تحقیق شماره 2. جذب یون های سرب توسط کربن فعال

هدف کار : جذب یون های سرب توسط کربن فعال را مطالعه کرد.
پیش رفتن. در دو لیوان، 5 میلی لیتر با سیلندر اندازه گیری شد. محلول نیترات سرب 0.05 درصد برای اثبات وجود یون سرب، 2 قطره محلول یدید پتاسیم به یک لوله آزمایش اضافه شد. 2+ در محلول
0.2 گرم زغال چوب به لوله آزمایش دیگری اضافه شد و به مدت 5 دقیقه تکان داده شد. محلول را فیلتر کرد و وجود یون سرب را بررسی کرد 2+ واکنش با یدید پتاسیم
مشاهده : رسوبی در لوله اول ایجاد می شود، اما در لوله دوم نه.

نتیجه: یون های سرب توسط کربن فعال جذب می شوند.

تحقیق شماره 3. تأثیر ماهیت یک ماده بر جذب

هدف کار : تاثیر ماهیت حلال بر جذب کربن فعال را مطالعه کرد.
پیش رفتن. 5 میلی لیتر از محلول آبی 0.01 درصد فوشین در یک فنجان ریخته شد و به همان مقدار محلول الکلی فوشسین در یک لیوان دیگر ریخته شد. 0.2 گرم پودر زغال سنگ به هر دو لیوان اضافه شد و به مدت 5 دقیقه تکان داده شد. محلول ها فیلتر شدند.

مشاهده : محلول الکلی فوشین بدون تغییر باقی ماند و محلول آبی فوشین تغییر رنگ داد.

نتیجه: فوشسین در آب و به خوبی در الکل محلول است. بر این اساس، همانطور که بود، به عنوان یک ماده با حلال ضعیف از آب به سطح مشترک رانده می شود. جذب زغال سنگ بالا خواهد بود. و از الکل ضعیف جذب می شود، زیرا به خوبی توسط آن حل می شود و رفتن به رابط برای آن بسیار مفید نیست. علاوه بر این، در مقایسه با آب، الکل خود را می توان یک سورفکتانت در نظر گرفت. بنابراین تا حدودی سرخابی را از سطح زغال سنگ جابجا کرده و خود این سطح را اشغال خواهد کرد.

تحقیق در خانه

مطالعه شماره 4 کوزه جذب "Aquaphor" آب سرد از شیر.

هدف کار: ظرفیت جذب فیلتر پارچ AQUAPHOR را بررسی کرد

پیش رفتن. برای تجربه ما استفاده کردیم:

یک کاسه سفید عمیق، آب لوله کشی، یک کوزه فیلتر با کارتریج Aquaphor

در یک کاسه تمیز سفید، آب سرد از شیر آب ریخته می شد. آب زلال است اما با مخلوطی از زنگ. بخشی از آب با کارتریج در کوزه ریخته شد و بخشی به عنوان نمونه کنترل باقی ماند. پس از فیلتر شدن آب توسط کوزه آکوافور، آب در یک کاسه سفید تمیز ریخته شد و نمونه به دست آمده از فیلتر با نمونه اولیه شیر مقایسه شد.

مشاهده : نمونه از فیلتر شفاف و بدون آلودگی قابل مشاهده است.

نتیجه : کربن فعال در فیلتر با وظیفه خود یعنی تصفیه آب از آلاینده های قابل مشاهده، یعنی. زنگ.

مطالعه شماره 5 جذب شربت لنگون بری با کربن فعال.

هدف کار : ظرفیت جذب ذرات کربن فعال مواد آلی رنگی از شربت را بررسی کرد.

پیش رفتن. برای تجربه ما استفاده کردیم:

دو لیوان شفاف؛ 5 قرص زغال فعال؛ شربت lingonberry.

زغال چوب فعال خرد شده با شربت به یک لیوان اضافه شد. ما محلول آزمایشی خود را برای مدتی رها کردیم. در دومی، شربت شاهد، لیوان، لینگون بری نیز ریخته شد، اما زغال فعال اضافه نشد.

مشاهده: لیوان کنترل هنوز حاوی محلول lingonberry است و در لیوان آزمایشی با زغال فعال، رنگ محلول به قهوه ای روشن تغییر کرده و شفاف می شود.

نتیجه: کربن فعال ذرات رنگ آلی را از محلول آن جذب یا جذب می کند.

نتیجه:

کربن فعال توانایی جذب خود را به ما نشان داده است. خواص جاذب

پس چرا این قرص سیاه و سفید کوچک قادر به جذب مواد مختلف است؟

همه چیز در مورد یک ساختار کربن ویژه است، که لایه هایی از اتم های کربن است که به طور تصادفی نسبت به یکدیگر چیده شده اند، به همین دلیل است که بین لایه ها فضایی ایجاد می شود - منافذ. این منافذ هستند که به کربن فعال خواص آن را می دهند - منافذ قادر به جذب و حفظ سایر مواد هستند. و از آنجایی که این تعداد باور نکردنی است. بنابراین، سطح منافذ فقط 1 گرم کربن فعال می تواند تا 2000 متر برسد. 2 !

ما از مطالعات خود به این نتیجه رسیدیم که همه مواد به طور کامل توسط کربن فعال جذب نمی شوند.

یکی از دلایلی که این مواد در محلول باقی می مانند و رنگ آنها تغییر نمی کند، ممکن است بزرگتر بودن اندازه مولکول های این مواد از اندازه منافذ جاذب باشد. و همچنین، بین مولکول های ماده و سطح منافذ ماده فعال، هیچ نیروی جاذبه ای وجود نداشت. ://

ادبیات

Alikberova L.Yu. شیمی مفید: وظایف و داستان ها / L.Yu. آلیکبروا، ن. اس. رُک. – ویرایش سوم، کلیشه. - M. : Bustard, 2008. - 187 p.

آستافوروف V.I. مبانی آنالیز شیمیایی. م.: آموزش و پرورش، 1982.

واسیلیف V.P. شیمی تحلیلی روشهای تجزیه و تحلیل فیزیکی و شیمیایی / V.P. Vasiliev. - ویرایش ششم، کلیشه. M.: Bustard, 2007. - 383 p.

واسیلیف V.P. کارگاه آزمایشگاه شیمی تجزیه / V.P.Vasiliev, R.P. موروزوف ویرایش V.P. واسیلیف - ویرایش سوم، کلیشه. M.: Bustard, 2006. - 414 p.

دنیای شیمی. SPb، M.: M-Express، 1995

مروری بر مواد

معرفی

پدیده های جذب در طبیعت جاندار و بی جان بسیار گسترده است. سنگ ها و خاک ها ستون های عظیمی با جاذب ها هستند که محلول های آب و گاز از میان آنها حرکت می کنند. بافت ریه پستانداران شبیه یک جاذب است - حاملی که هموگلوبین خون روی آن نگه داشته می شود که انتقال اکسیژن به بدن را تضمین می کند. بسیاری از عملکردهای یک سلول زنده با توانایی سطح آنها برای جذب مواد مغذی که از خارج می آیند مرتبط است. حتی حواس ما، مانند بویایی و چشایی، به جذب مولکول های مواد مربوطه در حفره بینی و زبان بستگی دارد.

پدیده جذب برای مدت بسیار طولانی شناخته شده است. مواد طبیعی مانند شن و ماسه و خاک از ابتدای پیدایش جامعه بشری برای تصفیه آب استفاده می شده است. در پایان قرن 18، K. Scheele و در همان زمان F. Fontana توانایی زغال چوب تازه کلسینه شده را برای جذب گازهای مختلف در حجم هایی چندین برابر بیشتر از حجم خود کشف کردند. به زودی مشخص شد که مقدار حجم جذب شده به نوع زغال سنگ و ماهیت گاز بستگی دارد.

آنهایی که لوویتز در سال 1785 پدیده جذب کربن را در یک محیط مایع کشف کرد، آن را به طور دقیق مورد مطالعه قرار داد و استفاده از زغال سنگ را برای تصفیه مواد دارویی، الکل، شراب و ترکیبات آلی پیشنهاد کرد. لوویتز نشان داد که زغال چوب قادر است به سرعت آب فاسد شده را تصفیه کرده و آن را قابل شرب کند. و اکنون اصل اصلی عملکرد فیلترهای آب مواد کربنی هستند، البته مدرن تر از زغال سنگ طبیعی.

جذب مواد سمی از هوا توسط N.D. زلنسکی هنگام ساخت ماسک گاز در طول جنگ جهانی اول.

امروزه جذب سطحی اساس بسیاری از عملیات صنعتی و تحقیقات علمی را تشکیل می دهد. جذب برای تصفیه گازها از ناخالصی ها و مواد مضر، استخراج محصولات با ارزش از محلول ها مانند ترکیبات فلزی کمیاب و جداسازی مواد شیمیایی مختلف استفاده می شود.

مطالعات جذب، به عنوان فرآیندی که روی سطح یک ماده اتفاق می افتد، ارتباط نزدیکی با توسعه فناوری نیمه هادی، پزشکی، ساخت و ساز و امور نظامی دارد. فرآیندهای جذب نقش کلیدی در انتخاب استراتژی حفاظت از محیط زیست دارند.

هدف مطالعه:جستجو و مطالعه اطلاعات در مورد جذب، راه اندازی و شرح آزمایش های نشان دهنده پدیده جذب.

برای رسیدن به هدف، وظایف زیر تعیین شد:

1. جستجو و تعمیم اطلاعات در مورد پدیده جذب.

2. در نظر گرفتن انواع جاذب.

3. راه اندازی و شرح آزمایش های نشان دهنده پدیده جذب.

4. تجزیه و تحلیل نتایج به دست آمده در طول آزمایش بر روی جذب.

5. نوشتن نتیجه گیری و نتیجه گیری در مورد فرآیند مطالعه پدیده جذب.

6. نمونه سازی از دستگاه ها، مدل ها.

7. مطالعه تمام احتمالات چنین فرآیندی مانند جذب.

هنگام نگارش اثر از روش های تحقیق زیر استفاده شده است:روش تاریخی، روش تحلیل ادبیات جذب و کاربرد آن، روش تجربی.

فصل 1

جذب اطلاعات کلی

جذب- جذب مواد گازی یا محلول توسط سطح یک جامد.

فرآیند معکوس - آزادسازی این مواد جذب شده - دفع.

جذب یک پدیده جهانی و فراگیر است که همیشه و در همه جا که رابطی بین مواد وجود دارد اتفاق می افتد. بیشترین اهمیت عملی، جذب سورفکتانت ها و جذب ناخالصی ها از گاز یا مایع توسط جاذب های ویژه بسیار موثر است. مواد مختلف با بالا سطح خاص(مساحت سطح 1 گرم جاذب): کربن متخلخل (متداول ترین شکل کربن فعال)، ژل سیلیکا، زئولیت و برخی گروه های دیگر از مواد معدنی طبیعی و مواد مصنوعی.

ماده ای که در سطح آن جذب می شود نامیده می شود جاذبو ماده جذب شده از گاز یا مایع - جذب. بسته به ماهیت برهمکنش بین مولکول جاذب و جاذب، جذب معمولاً به جذب فیزیکیو جذب شیمیایی. جذب فیزیکی کمتر قوی با تغییرات قابل توجهی در مولکول های جاذب همراه نیست. این توسط نیروهای بین مولکولی ایجاد می شود که مولکول ها را در مایعات و برخی از کریستال ها متصل می کنند و خود را در رفتار گازهای بسیار فشرده نشان می دهند. در طول جذب شیمیایی، مولکول های جاذب و جاذب ترکیبات شیمیایی را تشکیل می دهند. جذب اغلب توسط نیروهای فیزیکی و شیمیایی هدایت می شود، بنابراین مرز مشخصی بین جذب فیزیکی و جذب شیمیایی وجود ندارد.

مقدار جذب، یعنی مقدار گاز (یا بخار) جذب شده به واحدهای مختلف بیان می شود، اما اغلب به مول ماده جذب شده در هر 1 گرم جاذب بیان می شود. واضح است که ارزش جذب یک ماده معین هر چه بیشتر باشد، سطح جاذب برای این ماده قابل دسترس تر است. بنابراین، سطح ویژه S به عنوان مشخصه جامدات داده می شود.

انواع مجزای جذب ( جذب شیمیایی، جذب فیزیکی، جذب فعال) در عمل اغلب به طور همزمان اتفاق می افتد. بنابراین اغلب جذب فیزیکی و فعال شده با هم ترکیب می شوند و در دماهای پایین عمدتاً ادامه می یابد - اولی و دومی در دماهای بالا. با وجود خاص بودن پدیده های در نظر گرفته شده، هیچ نیروی خاصی وجود ندارد که باعث جذب شود. در اینجا فقط نیروهای معمولی جاذبه متقابل بین اتم ها و مولکول ها عمل می کنند که در نتیجه پیوندهایی بین ماده جذب شده و جاذب ایجاد می شود.

این فرآیند در بهبود محیط زیست نیز بسیار موثر است. هر روز مقدار زیادی دی اکسید کربن در جو منتشر می شود که باعث ایجاد اثر گلخانه ای و تغییرات آب و هوایی می شود. دی اکسید کربن آسیب زیادی به سلامت انسان وارد می کند. افزایش غلظت دی اکسید کربن بر سلامت انسان تأثیر می گذارد، زیرا تحت تأثیر آن pH خون کاهش می یابد که منجر به اسیدوز می شود، حداقل اثر پیامد اسیدوز حالت تحریک بیش از حد و فشار خون متوسط است. با افزایش درجه اسیدوز، خواب آلودگی و حالت اضطراب ظاهر می شود. یکی از پیامدهای این تغییرات کاهش میل به ورزش و لذت بردن از فعالیت بدنی است. دانشمندان دریافته اند که دی اکسید کربن حتی در غلظت های کم، بر غشای سلولی انسان تأثیر منفی می گذارد و می تواند منجر به تغییرات بیوشیمیایی در بدن مانند افزایش CO 2، افزایش غلظت یون های بی کربنات، اسیدوز و غیره انسان شود. به عنوان دی اکسید نیتروژن (NO 2)

فصل 2

سطح کریستالی

در طول جنگ جهانی اول، آلمان اولین قدرتی بود که از مواد شیمیایی استفاده کرد. هنگامی که این جنایت شناخته شد، دانشمند بزرگ نیکولای دیمیتریویچ زلینسکی دستگاه خاصی را اختراع کرد که از مردم در برابر مواد شیمیایی نظامی محافظت می کرد. این دستگاه ماسک گاز کربن نامیده می شود که جان ده ها هزار انسان بی گناه را نجات داد. ماسک توسعه یافته توسط Zelinsky نمونه اولیه ماسک گاز مدرن است. جعبه پر شده با پودر زغال سنگ قسمت اصلی ماسک گاز است. سپس سعی خواهیم کرد بفهمیم که عملکرد چنین پودری بر چه اساس است و چگونه می تواند در برابر عمل گازهای سمی محافظت کند.

کوچک اما دور

فرض کنید در جعبه ماسک گاز به جای پودر زغال، یک تکه زغال با جرم مشابه وجود دارد. من نمی دانم اگر با چنین ماسک گاز وارد منطقه حمله گاز شوید چه اتفاقی می افتد؟ آیا می تواند در برابر گازهای سمی محافظت کند؟ معلوم می شود که نه. کل مشکل در پودر جعبه است. خوب پس چه چیزی پودر را از یک تکه زغال ساده متمایز می کند؟ زغال سنگ مخصوص تهیه شده که به آن فعال می گویند در ماسک گاز استفاده می شود. چنین زغال سنگی دارای سطح بسیار بزرگتری در واحد جرم است و در نتیجه با زغال سنگ معمولی متفاوت است. این درخت شبیه یک درخت کرم خورده است، زیرا ذرات آن پر از منافذ است. مساحت سطح کربن فعال در واحد جرم، که سطح ویژه نامیده می شود، میلیون ها برابر بیشتر از سطح ویژه یک قطعه جامد است. یک گرم کربن فعال دارای سطحی بیش از 1000 متر مربع است. فقط فکر کنید: یک قطعه کوچک، به طور خاص آماده شده و به صورت پودر آسیاب می شود، سطح بزرگی پیدا می کند. در چنین پودری، قسمت کوچکی از مولکول ها و اتم ها روی سطح ظاهر نمی شود. و این واقعیت است که اثر محافظتی ماسک گاز را توضیح می دهد: از آنجایی که اتم های سطحی زغال سنگ اتم های گازهای سمی را که به داخل ماسک تنفسی عبور می کنند، "حبس" می کنند. پس چرا اتم های سطحی می توانند گاز سمی را جذب کنند، اما نه به صورت فله؟ ما متوجه خواهیم شد.

چرا اتم روی سطح ناخوشایند است؟

ما به خوبی می دانیم که یک کریستال دارای یک شبکه منظم و متقارن است که در آن هر اتم یک مکان کاملاً مشخص را اشغال می کند. اتم های کریستال به نوبه خود با یکدیگر تعامل دارند و در نتیجه هر اتم با همسایگان خود "پیوندهای" پایداری ایجاد می کند. تعداد نزدیکترین همسایگان یک اتم در یک شبکه کریستالی معین، عدد هماهنگی نامیده می شود و مشخصه کریستال است. در هر جای کریستال، یک اتم همیشه تعدادی همسایه برابر با عدد هماهنگی خواهد داشت. اگر اتم روی سطح باشد چه؟

کریستالی را تصور کنید که در خلاء است. اتم های واقع در سطح از همه طرف همسایه ندارند؛ از یک طرف، اصلاً اتمی وجود ندارد (شکل 1). بنابراین، می‌توان نتیجه گرفت که اتم روی سطح دارای عدد هماهنگی متفاوتی نسبت به اتم درون کریستال است.

به عنوان مثال، یک اتم در داخل یک کریستال با یک شبکه مکعبی (مانند شکل 1) دارای شش همسایه است، در حالی که یک اتم روی سطح تنها دارای پنج همسایه است. در نتیجه بخشی از پیوندهای احتمالی اتم سطحی بلااستفاده می ماند و انرژی چنین اتمی بیشتر از اتمی است که در داخل کریستال زندگی می کند. وجود یک سطح از نظر انرژی نامطلوب است، زیرا انرژی کریستال را به عنوان یک کل افزایش می دهد. اتم های سطحی تمایل دارند به داخل کریستال بروند، خود را با اتم های بومی خود احاطه کنند، از تمام پیوندهای ممکن استفاده کنند و در نتیجه انرژی خود را کاهش دهند. با این حال، هر کریستال واقعی یک منطقه محدود از فضا را اشغال می کند، سطح وجود دارد، و کسی باید روی آن باشد. علاوه بر این، اتم ها در سطح هستند نه برای هیچ "گسل"، بلکه به طور تصادفی. همانطور که در آهنگ معروف: "بگذار کسی خوش شانس باشد، اما کسی نه."

بنابراین، می بینیم که تشکیل یک سطح با هزینه های انرژی خاصی همراه است و مشخصه اصلی سطح انرژی سطح است - انرژی مورد نیاز برای ایجاد سطح یک واحد سطح.

تا اینجا ما در مورد کریستال در خلاء صحبت کرده ایم. با این حال، معمولاً مواد در یک محیط واقعی هستند و تعامل با محیط دقیقاً از سطح شروع می شود.

فصل 3

انواع جاذب

جاذب ها به دو دسته تقسیم می شوند غیر قابل نفوذو متخلخل. سطح خاص غیر قابل نفوذجاذب ها از صدم تا صدها متر مربع در گرم متغیر است. می توان تخمین زد که چگونه سطح یک مکعب جسم جامد با لبه 1 سانتی متر در نتیجه له شدن به مکعب های هم اندازه با لبه 500 نانومتر (1 نانومتر = 1×10 -9 متر) افزایش می یابد. معلوم شد که سطح مکعب های کوچک 20000 برابر می شود.

متخلخلجاذب ها با وجود سیستمی از منافذ (کانال ها) متمایز می شوند که حفره هایی در یک جسم جامد هستند که معمولاً به هم پیوسته و دارای اشکال و اندازه های مختلف هستند. در اکثر اجسام متخلخل، سطح داخلی منافذ ده ها، صدها و حتی هزاران بار بزرگتر از سطح خارجی است. جالب توجه است که 1 سانتی متر مکعب سیلیس متخلخل معمولی دارای سطحی در حدود 90 متر مربع است.

جامدات یا مایعاتی که سطح ویژه زیادی دارند و برای جذب گازها، بخارات یا املاح استفاده می شوند. فعالیت جاذب ها با مقدار ماده جذب شده توسط واحد جرم یا حجم آنها مشخص می شود. حداکثر فعالیتی که در لحظه تعادل در یک دما و غلظت معین ماده جذب شده در فاز گاز به دست می آید، فعالیت ساکن تعادل است.

انواع مواد با سطح ویژه بالا می توانند به عنوان جاذب گاز جامد و بخار عمل کنند: کربن متخلخل (متداول ترین شکل کربن فعال) و جاذب های معدنی: ژل سیلیکا، ژل آلومینوسیلیکا، رزین های مختلف تبادل یونی، زئولیت ها، مانند و همچنین برخی از گروه های دیگر از مواد طبیعی و مواد مصنوعی.

3.1 جاذب های طبیعی

جاذب های طبیعی به دست آمده از مواد خام گیاهی یا معدنی نیز ساختار متخلخل توسعه یافته ای دارند.

جاذب های طبیعی شامل انواع خاک رس، تری پلی، فلاسک، دیاتومیت، بوکسیت، سرپانتین، اسکانگلینا، کیل کریمه، ناترولیت، کائولن می باشد.

جاذب های طبیعی خوب هستند رسوبات پایینمخصوصا گل آلود. آنها قادر به انباشته شدن غلظت آلاینده ها در مقایسه با محتوای آنها در آب همان مخزن هستند.

کربن های فعال- جاذب های با منشاء آلی (از زغال سنگ، ذغال سنگ نارس، مواد چوبی، ضایعات تولید کاغذ، استخوان های حیوانات، پوست آجیل، دانه های میوه و غیره) کربن های فعال زغال سنگ هایی هستند که به طور ویژه برای آزاد کردن منافذ آنها از مواد رزینی و افزایش سطح جاذب تصفیه می شوند. اغلب، مواد با منشاء گیاهی به عنوان یک ماده حاوی کربن برای تولید کربن فعال عمل می کنند. بنابراین، نام کربن فعال اغلب با نام ماده اولیه مرتبط است: زغال چوب، قند، خون، استخوان.

آنها دارای خواص جذب عالی هستند، به دلیل ساختار متخلخل آنها، طیف گسترده ای از مواد مضر - سموم، سموم، فلزات سنگین، گازها را جذب می کنند.

آلومینا فعال

زئولیت های طبیعی(الک های مولکولی) بلورهایی هستند که با منافذ با اندازه های کاملاً مشخص مشخص می شوند، بنابراین، تنها مولکول هایی که قطر آنها کمتر یا برابر با اندازه منافذ جاذب مورد استفاده است می توانند این کریستال ها را جذب کنند. کاربرد آنها بسیار گسترده است: از استفاده به عنوان کاتالیزورهای بسیاری از فرآیندهای پتروشیمی و پالایش نفت به بستر گربه و افزودنی های خوراک برای حیوانات و پرندگان که نیاز به مواد معدنی را جبران کرده و متابولیسم را به دلیل کیفیت جذب آنها بهبود می بخشد.

از زئولیت های طبیعی، از جمله اشکال مقاوم به اسید سیلیس بالا، کلینوپتیلولیت، موردنیت و اریونیت شناخته شده است. محتوای زئولیت های مناسب در برخی از کانسارها به 80 تا 90 درصد می رسد و در برخی موارد حتی از این مقادیر نیز فراتر می رود. از ذخایر توسعه یافته، زئولیت های طبیعی به شکل دانه هایی با شکل نامنظم با اندازه های معین به دست می آیند که از خرد کردن و طبقه بندی بعدی سنگ های حاوی زئولیت مربوطه به دست می آیند. اما وجود ناخالصی‌های مختلف و سنگ‌های همراه در زئولیت‌های طبیعی و همچنین دشواری غنی‌سازی، مانع استفاده قابل توجه از آنها برای رفع مشکلات پاک‌سازی گازهای خروجی در شرایط صنعتی می‌شود.

ژل سیلیکایک ژل اسید سیلیسیک خشک شده است. ژل سیلیکا معمولاً با اثر بر روی شیشه آب با اسید کلریدریک یا سولفوریک به دست می آید. سیلیکاژل های تولید شده با اندازه منافذ و ذرات متمایز می شوند. ژل سیلیکا عمدتاً برای خشک کردن هوا، دی اکسید کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، کلر و سایر گازهای صنعتی استفاده می شود.

3.2 جاذب های مصنوعی

آلوموژل ها

آلومینا فعالاز هیدروکسید آلومینیوم تجاری با تصفیه آن با سود سوزآور و رسوب با اسید نیتریک به دست می آید. به عنوان خشک کن در فرآیندهای مختلف صنایع شیمیایی، پتروشیمی، به ویژه در هنگام خشک کردن گاز طبیعی و سایر گازهای هیدروکربنی در حالت مایع و گاز استفاده می شود.

برندهای اصلی آلومینا فعال تولید شده توسط صنایع داخلی، گرانول های استوانه ای به قطر 2.5-5.0 میلی متر و طول 3-7 میلی متر و همچنین گرانول های توپ با قطر متوسط 3-4 میلی متر می باشد. سطح ویژه ژل های آلومینیومی 170-220 متر مربع بر گرم، حجم کل منافذ در محدوده 0.6-1.0 سانتی متر مکعب بر گرم، متوسط شعاع منافذ و چگالی وزنی گرانول های استوانه ای و کروی (6-10) می باشد. ) * 10-9 به ترتیب و (3-4)*10-9 متر و 500-700 و 600-900 کیلوگرم بر متر مکعب. برخلاف سیلیکاژل ها، آلوموژل ها در برابر افت رطوبت مقاوم هستند. آنها برای جذب ترکیبات آلی قطبی و گازهای خشک استفاده می شوند.

زئولیت ها

آنها آلومینوسیلیکاتهای حاوی اکسیدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی هستند و با ساختار منفذی منظم مشخص می شوند که ابعاد آن متناسب با اندازه مولکول ها است که نام دیگر آنها - "الک های مولکولی" را نیز تعیین می کند. فرمول شیمیایی کلی زئولیت ها Me2 / nO * Al2O3 * xSiO2 * yH2O است (که در آن Me کاتیون فلز قلیایی است، n ظرفیت آن است). ساختار کریستالی (اسکلت آلومینوسیلیکات) زئولیت ها توسط چهار وجهی SiO4 و A1O4 تشکیل شده است، بار منفی اضافی آنها با بار مثبت کاتیون های فلزی مربوطه جبران می شود. کاتیون های زئولیت در شرایط خاصی از فرآوری آنها می توانند با کاتیون های مربوطه محلول های در تماس با آنها جایگزین شوند که این امر باعث می شود زئولیت ها را به عنوان مبدل کاتیونی در نظر بگیریم. جذب مواد عمدتاً در حفره های جذب زئولیت ها اتفاق می افتد که توسط پنجره های ورودی با اندازه های کاملاً مشخص به یکدیگر متصل می شوند. فقط مولکول هایی که قطر بحرانی آنها (قطر در امتداد کوچکترین محور مولکول) کمتر از قطر پنجره ورودی است می توانند از پنجره ها نفوذ کنند.

زئولیت ها به صورت مصنوعی به دست می آیند و در طول توسعه ذخایر طبیعی استخراج می شوند. در میان ده‌ها زئولیت مصنوعی مختلف، زئولیت‌های همه منظوره تجاری با برندهای NaA، CaA، CaX و Max که با قطر پنجره ورودی مشخص می‌شوند، عمدتاً در حل مشکلات تمیز کردن گاز استفاده می‌شوند. زئولیت های مصنوعی به صورت گرانول های استوانه ای و کروی به صورت تجاری تولید می شوند که قطر آن ها معمولاً 5-2 میلی متر است که با یا بدون چسب (10-20 درصد خاک رس) تولید می شوند (در مورد دوم، مقاومت مکانیکی گرانول ها است. بالاتر است).

زئولیت ها بیشترین ظرفیت جذب را برای جفت ترکیبات قطبی و مواد با پیوندهای متعدد در مولکول ها دارند.

زئولیت NaA می تواند اکثر اجزای گازهای صنعتی را که قطر بحرانی مولکول های آنها از 4*10-9 متر تجاوز نمی کند، جذب کند.

این مواد شامل H2S، CS2، CO2، NH3، دی ان پایین و هیدروکربن های استیلن، اتان، اتیلن، پروپیلن، ترکیبات آلی حاوی یک گروه متیل در مولکول و در دماهای جذب پایین نیز CH4، Ne، Ar، Kr، Xe، O2 هستند. ، N2، CO. پروپان و ترکیبات آلی با بیش از سه اتم کربن در هر مولکول توسط این زئولیت جذب نمی شوند.

زئولیت CaA با افزایش پایداری در یک محیط کمی اسیدی مشخص می شود که امکان استفاده از آن را در فرآیندهای کربن زدایی و گوگرد زدایی گازها از پیش تعیین می کند. این زئولیت قادر است هیدروکربن ها و الکل های معمولی را جذب کند.

زئولیت های نوع X انواع هیدروکربن ها، گوگرد آلی، ترکیبات نیتروژن و اکسیژن، هیدروکربن های هالوژنه، پنتا و دکابوران را جذب می کنند. با جایگزینی کامل کاتیون سدیم توسط کاتیون کلسیم، زئولیت CaX، برخلاف زئولیت NaX، هیدروکربن های آروماتیک و مشتقات آنها را با رادیکال های شاخه دار جذب نمی کند.

زئولیت ها مانند سیلیکا ژل و آلومینا فعال با ظرفیت جذب قابل توجهی برای بخار آب مشخص می شوند. همراه با این، زئولیت ها با حفظ فعالیت به اندازه کافی بالا برای اجزای هدف مربوطه در دماهای نسبتاً بالا (تا 150-250 درجه سانتیگراد) متمایز می شوند. با این حال، در مقایسه با انواع دیگر جاذب‌های صنعتی، حجم نسبتاً کمی از حفره‌های جذب دارند که در نتیجه با مقادیر حدی جذب نسبتاً کمی مشخص می‌شوند. چگالی وزنی زئولیت های مصنوعی 600-900 کیلوگرم بر متر مکعب است.

مبدل های یونی

یونیت ها - ترکیبات مولکولی بالا - هنوز کاربرد گسترده ای برای تصفیه گازهای خروجی صنعتی پیدا نکرده اند. با این حال، تحقیقات در حال انجام است؛ استخراج اجزای اسیدی (اکسیدهای گوگرد و نیتروژن، هالوژن و غیره) از گازهای مبدل های آنیونی و اجزای قلیایی در مبدل های کاتیونی.

فصل 4

مطالعات خود در مورد خواص جذب جاذب های مختلف

شرح تجربه شماره 1 (استفاده از کربن فعال)

جاذب بسیار خوب - زغال سنگ. و نه سنگ، بلکه چوبی، و نه فقط چوبی، بلکه فعال (فعال). چنین زغال سنگ معمولاً به شکل قرص در داروخانه ها فروخته می شود. ما آزمایشاتی را در مورد جذب با آن آغاز خواهیم کرد.

یک محلول جوهر کم رنگ از هر رنگی تهیه کنید و در لوله آزمایش بریزید، اما نه به بالا. یک قرص زغال فعال را ترجیحا له شده در لوله آزمایش بریزید و با انگشت ببندید و خوب تکان دهید. این محلول جلوی چشم شما روشن می شود. آنها محلول را به دیگری تغییر دادند، همچنین رنگی - گواش رقیق شده. اثر همان خواهد بود. و اگر فقط تکه های زغال چوب را بردارید، رنگ را بسیار ضعیف تر جذب می کنند.

هیچ چیز عجیبی در این وجود ندارد: کربن فعال با کربن معمولی تفاوت دارد زیرا سطح بسیار بزرگتری دارد. ذرات آن به معنای واقعی کلمه با منافذ نفوذ می کنند (برای این کار زغال سنگ به روش خاصی پردازش می شود و از ناخالصی های آن حذف می شود). و از آنجایی که جذب سطحی است، واضح است: هر چه سطح بزرگتر باشد، جذب بهتر است.

نتایج آزمایش در (پیوست 2) ارائه شده است.

شرح تجربه شماره 2 (استفاده از کربن فعال، چوب ذرت)

1. جاذب ها قادرند مواد را نه تنها از محلول ها جذب کنند. یک فلاسک شیشه ای بردارید، یک قطره ادکلن یا هر ماده بدبو دیگری را به پایین بریزید. فلاسک را روی یک لامپ روح قرار دهید تا مایع بدبو کمی گرم شود - سپس سریعتر تبخیر می شود و بوی قوی تری می دهد. با امواج سبک دست، هوا را همراه با بخارات ماده به سمت بینی هدایت کنید.

بو محسوس است. حالا مقداری زغال فعال داخل بطری بریزید و با درب آن را محکم ببندید و بگذارید چند دقیقه بماند. پوشش را بردارید و دوباره با تکان دادن کف دست هوا را به سمت خود هدایت کنید. بو از بین رفته است. توسط جاذب جذب می شد یا به عبارت دقیق تر، مولکول های ماده فرار جذب می شد که در یک شیشه قرار می گرفتند.

2. یک جاذب بسیار خوب ذرت پفکی یا چوب ذرت است که خیلی از ما آن را دوست داریم. البته، صرف یک بسته یا حتی یک چهارم بسته برای آزمایش معنی ندارد، اما چند قطعه ... آزمایش قبلی را با مواد بدبو در حضور چوب ذرت تکرار کنید - و بو کاملاً از بین می رود. البته بعد از تجربه دیگر نمی توان چوب خورد.

نتایج آزمایش در (پیوست 1) ارائه شده است.

فصل 5

روشهای جذب برای تمیز کردن گازهای اگزوز

جذب توسط مایعات در صنعت برای استخراج دی اکسید گوگرد، سولفید هیدروژن و سایر ترکیبات گوگرد، اکسیدهای نیتروژن، بخارات اسیدی (НCI، HF، H2SO4)، دی اکسید کربن و مونوکسید، ترکیبات آلی مختلف (فنل، فرمالدئید، حلال های فرار) از گازها استفاده می شود. .

روش جذب، فرآیندهایی را که بین مولکول‌های گازها و مایعات اتفاق می‌افتد، اجرا می‌کند. اگر هیچ اثر متقابلی بین مایع پاشش کننده و گاز آبیاری وجود نداشته باشد، بازده جذب اجزا از مخلوط بخار-هوا فقط با تعادل بخار-مایع تعیین می شود.

سرعت جذب گاز توسط یک مایع به موارد زیر بستگی دارد:

الف) انتشار مواد جذب شده از جریان گاز به سطح تماس با مایع جاذب.

ب) انتقال یک ذره گاز به سطح مایع.

ج) انتشار مواد جذب شده در مایع شستشو، جایی که تعادل برقرار است.

د) واکنش شیمیایی (در صورت وجود).

تمیز کردن جذبی هم برای استخراج اجزای با ارزش از جریان گاز و بازگرداندن آنها به فرآیند فناوری برای استفاده مجدد و هم برای جذب مواد مضر از گازهای خروجی به منظور تمیز کردن گازهای بهداشتی استفاده می شود. معمولاً زمانی که غلظت ناخالصی‌ها در جریان گاز از 1 درصد (حجم) بیشتر شود، استفاده از تیمار جذبی منطقی است. در این حالت، فشار تعادلی خاصی از جزء جذب شده در بالای محلول وجود دارد و جذب تنها تا زمانی اتفاق می‌افتد که فشار جزئی آن در فاز گاز بیشتر از فشار تعادل آن بر روی محلول باشد. در این حالت، کامل بودن استخراج جزء از گاز تنها با جریان مخالف و تامین یک جاذب خالص که حاوی ماده مورد استخراج نیست، به جاذب حاصل می شود.

5.1 استفاده از درمان جذب

تمیز کردن جذب یک فرآیند مداوم و به عنوان یک قاعده چرخه ای است، زیرا جذب ناخالصی ها معمولاً با بازسازی محلول جذبی و بازگشت آن در ابتدای چرخه تمیز کردن همراه است. استفاده از روش تمیز کردن جذبی به دلیل شدت بالای فرآیندهای جذبی است که امکان ایجاد تاسیسات گاز پاک کن با کارایی بالا، امکان استفاده از روش برای تمیز کردن گازهای حاوی گازهای مضر و گرد و غبار و در نهایت، تجربه گسترده در بهره برداری از تجهیزات جذب در فرآیندهای مختلف تکنولوژیکی و در درجه اول در فناوری شیمیایی.

5.2 معایب و مزایای روش جذبی تصفیه گاز

روش جذب تصفیه گاز خالی از قطعیت نیست معایب مرتبط با حجیم بودن تجهیزات. ایناین روش در عملیات بسیار دمدمی مزاج است و با هزینه های بالایی همراه است. از معایب روش جذب می توان به تشکیل رسوبات جامد که عملکرد تجهیزات را پیچیده می کند و خورندگی بسیاری از محیط های مایع اشاره کرد. با این حال، با وجود این کاستی ها، روش جذب هنوز به طور گسترده در عمل تمیز کردن گاز استفاده می شود، زیرا امکان جذب ذرات جامد همراه با گازها را فراهم می کند، در تجهیزات ساده است و فرصت هایی را برای استفاده از ناخالصی های به دام افتاده باز می کند.

نتیجه

در طول کار علمی، مقدار زیادی از مواد ادبی در مورد جذب بخارات مواد کربن متخلخل به دست آمده از مواد خام مختلف حاوی کربن مورد مطالعه قرار گرفت. من همچنین نمونه های اولیه دستگاه ها و مدل هایی ساختم که به وضوح اثربخشی جذب را نشان می دهد.

تولید جهانی کنونی مواد کربن متخلخل به یک میلیون تن در سال نزدیک می شود. در حال حاضر، یک جهت امیدوارکننده تولید جاذب از ضایعات مختلف پردازش چوب و مواد خام گیاهی غیر چوبی است. چنین استفاده ای از زباله های صنایع مختلف به ما این امکان را می دهد که همزمان مشکل زیست محیطی دفع آنها را حل کرده و لیست جاذب های مناسب برای استفاده در زمینه های مختلف را گسترش دهیم. در حال حاضر حدود 36 درصد جاذب های کربن از چوب، 28 درصد از زغال سنگ، 14 درصد از زغال سنگ قهوه ای، 10 درصد از ذغال سنگ نارس و حدود 10 درصد از پوسته نارگیل تولید می شوند.

مقیاس استفاده از جاذب ها برای حل مشکلات زیست محیطی به دلیل هزینه آنها محدود است. جذب مواد خام ارزان قیمت و توسعه راه حل های فن آوری موثر برای پردازش آنها می تواند به طور قابل توجهی هزینه یک محصول تجاری را کاهش دهد.

مهمترین ماده اولیه برای تولید زغال سنگ فعال چوب (به صورت خاک اره)، زغال سنگ، ذغال سنگ نارس، پیت کک، مقداری زغال سنگ سخت و قهوه ای و همچنین زغال سنگ نیمه کک قهوه ای می باشد.

برنامه های کاربردی