NPC’nin tutma mekanizmasına yönelik deneysel araştırmaların çoğu, sabit faz olarak silika kullanılarak gerçekleştirilmiştir, ancak son zamanlarda bu çalışmalar diğer polar bağlı destekleri (amino fazı) içerecek şekilde genişletilmiştir.

Farklı polariteye sahip mobil fazlar kullanılarak yapılan deneysel retansiyon gözlemleri, hareketli faz moleküllerinden oluşan bir tek tabakanın sabit fazın yüzeyine adsorbe edildiğini öne süren bir model önerisi ile sonuçlanmıştır. Ayrıştırılan çözünen, sabit faza bağlanır ve böylece bir veya daha fazla çözücü molekülünün yerini alır (veya birbiriyle rekabet eder).

Sabit fazdaki tutma yerleri, silika için silanol (SOH) grupları, alümina için AlOH ve amino bağlı faz için amino (NH) gruplarıdır. Termodinamik bir yorum, çözünen moleküllerin durağan faz ile etkileşiminin baskın etkileşim olduğu ve çözünen maddenin hareketli faz ile etkileşiminin nispeten önemsiz olduğu sonucuna varır.

Solvent mukavemeti ve tutma süresi arasındaki ilişki aşağıdaki gibi elde edilebilir:

log k {/ log k; = ‘x A, x (E, – E,)

nerede k; ve ki, belirli bir çözünen maddenin iki farklı mobil fazdaki kapasite faktörleridir, a ‘, adsorban yüzeyinin gücünün bir fonksiyonudur ve E1 ve E, farklı mobil fazların çözücü mukavemetinin değerleridir.

Bu nedenle, tutma ve çözücü mukavemeti arasında doğrusal bir ilişki vardır. Çözücü kuvvetine karşı tutma grafiğinin eğimi, çözünen maddenin moleküler kütlesi olan Aı ile orantılıdır.

Bu denklem hem polar olmayan çözücüler hem de çözücüler için doğrulanmıştır ve bu tür grafiklerde meydana gelen sapmaların, daha polar gruplar arasındaki çeşitli etkileşimlerden kaynaklandığı öne sürülmüştür: (a) çözücünün polar grupları kendilerini yüzeye eşit olarak dağıtmamaları (sınırlı erişim yerinin belirlenmesi); (b) çözücü moleküllerinin yanal etkileşimi (saha rekabeti yer değiştirme); ve (c) mobil fazda çözünen ve çözücünün etkileşimi (örneğin, hidrojen bağı).

Bu model aynı zamanda hem alümina hem de amino durağan fazlarda tutulmayı açıklamak için kullanılmıştır. Siyanopropil sabit fazlar, polar olmayan mobil fazlar kullanıldığında (muhtemelen serbest silanol gruplarının varlığından dolayı) sıradan silikaya benzer özellikler gösterir. Daha polar hareketli fazların varlığında, siyano gruplarının baskın reaktif grup olduğu düşünülmektedir.

Matematiksel bir yorum, yer değiştirme modelinin hem silika hem de alümina için tutma sürelerini tahmin etmek için başarılı bir şekilde kullanılabileceği, ancak kimyasal olarak bağlanmış fazlar için çok doğru olmadığı sonucuna varır.

Adsorpsiyon Ders Notları
Freundlich izotermi
Adsorpsiyon Örnekleri
Adsorpsiyonu etkileyen faktörler
Adsorpsiyon termodinamiği
Fiziksel adsorpsiyon
Langmuir izotermi soruları
Adsorpsiyon çeşitleri

Sorpsiyon Modeli

Sorpsiyon modeli, silika yüzeyine adsorbe edilen çözücünün miktarını belirlemek için yapılan çalışmalardan türetilmiştir. Deneysel kanıtlar, silikanın suyu yüzeyine adsorbe ettiğini ve bunların bir kısmı sıralı organik faz ekstraksiyonu olabileceğini göstermektedir. Çok yüksek sıcaklıklarda daha fazlası çıkarılabilir, ancak bu aynı zamanda silanol gruplarının parçalanmasına da neden olur.

Eylemsiz bir çözücüde farklı polar modifiye edicilerin adsorpsiyonunun ölçülmesi, adsorpsiyon izotermlerinin hesaplanmasına izin verir. Değiştiricinin konsantrasyonu düşük olduğunda, izoterm tek tabakalı bir işleve en yakın şekilde oturur. Polar değiştirici yüksek bir konsantrasyonda bulunduğunda, iki tabakalı bir adsorpsiyon izoterm fonksiyonu üretilmektedir:

y = A – (A + ABx / 2) / (z + BX + CX ’)

Bir tekli çözücü tabakasının silika yüzeyine adsorbe edilmesi ve çözünen maddenin, polarite çözücününkinden daha az olduğunda yüzeye adsorbe edilmesi önerilmektedir. Yer değiştirme veya “site rekabeti” öngörülmemektedir.

Polar değiştirici konsantrasyonu yüksek olduğunda, bir çift katman oluşur ve çözünen daha sonra ikinci katmandaki polar çözücünün bir molekülü ile rekabet eder.Bu nedenle, iki model arasındaki en büyük fark, çözünen madde arasındaki etkileşimlere verilen önem seviyesidir. 

İki modelin detaylı bir karşılaştırması yapıldı. Bu modellerin her ikisi de çözünen madde tutma ve mobil fazın polaritesi arasındaki ilişkiyi açıklamaya çalışır.

Karma çözücü teorisinin bağımsız bir çalışması sorpsiyon modelini desteklerken, çözücü bileşiminin alkilfenollerin ve naftollerin kromatografisi üzerindeki etkileri üzerine yapılan başka bir çalışma, yer değiştirme modeli lehine kanıtlar göstermektedir.

Şu anda, yer değiştirme modelini desteklemek için daha fazla kanıt sunulmuştur, ancak her ikisi de başarılı bir şekilde
Çeşitli mobil faz parametrelerinin etkilerini tahmin eder.

Sabit Faz Etkileri

NPC için küçük küresel partiküllerin kullanılması, 10.000’den fazla plaka sayısı ile sonuçlanır ve bu, ters fazlı HPLC için şu anda kullanımda olan sabit fazların verimlilikleri ile olumlu bir şekilde karşılaştırılır. NPC’de kullanılan ortak fonksiyonel grupların bir listesi gösterilmektedir.

NPC’de kullanılan popüler desteklerin çoğu, alümina istenmeyen yan reaksiyonlara (örneğin karboksilik asit ile geri dönüşü olmayan reaksiyon) maruz kaldığından silis bazlıdır.

Bağlanmış faz desteklerinin eklenmesi, bazıları ters faz modunda da kullanılabilen diğer birçok kutupsal sabit fazın mevcudiyetine yol açmıştır. Bağlanmış bir diamino fazının aromatik hidrokarbonlar için optimal olduğu bulunmuştur.

Mobil Faz Efektleri

NPC’de, diğer kromatografi modlarında olduğu gibi, mobil faz, tutmayı ve seçiciliği kontrol etmek için kullanılır. Polarite sırasına göre daha yaygın olarak kullanılan çözücülerin bir listesi verilmiştir.

En popüler mobil fazlar, daha polar bir çözücünün çeşitli konsantrasyonlarının eklendiği ya heksan ya da heptan’a dayanmaktadır. NPC’de, mobil fazın gücü artan polarite ile artar, bu da k ‘değerinde buna karşılık gelen bir azalmaya neden olur. (Bu, polaritedeki bir azalmanın k ” de bir azalmaya yol açtığı RPC’de gözlemlenenin tam tersidir.)

Yer değiştirme teorisini desteklemek için, amino bağlı bir kolon kullanılarak log k ‘ve çözücü mukavemeti (Eo) arasında doğrusal bir ilişki gösterilmiştir.

Seçicilik etkileri, durağan faz ile çözünen madde arasındaki mobil faz etkileşimleriyle belirlenir. Proton donörlerini içeren bu mobil fazlar, temel çözünen maddelerle etkileşime girecektir. Tersine, proton verici alıcıları içeren mobil fazlar, asidik çözücülerle güçlü bir şekilde etkileşime girecektir.

Çözünen madde ve mobil aşama arasında aşırı etkileşimlerin meydana geldiği yerlerde, kuyruk oluşumu zirveye çıkabilir. Bununla birlikte, bir bazik modifiye edicinin (trietilamin) dahil edilmesi, bu tür güçlü etkileşimlerin üstesinden gelebilir ve böylece pik şeklini iyileştirebilir.

The post Sorpsiyon Modeli – Biyokimya ve Moleküler Biyolojide Laboratuvar Teknikleri – Laboratuvar Ödevleri – Lab Ödevleri – Kimya Mühendisliği – Kimya Ödev Yaptırma Ücretleri first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).

Karboksimetil kitosan (CMCTS) [51, 52] kitosan ve su / izopropanol içeren süspansiyona sodyum hidroksit çözeltisinin 50 ° C’de 1 saat şişmesi ile hazırlandı. Daha sonra reaksiyon karışımına monokloroasetik asit damla damla ilave edildi ve 4 saat 50 ° C’de karıştırıldı.

Elde edilen süspansiyon süzüldü ve etanol ile yıkandı ve gece boyunca oda sıcaklığında vakumla kurutuldu. [A336] [OH], kitosan çözeltisine (mol oranı 1.1: 1) damla damla ilave edildi ve reaksiyon, 50 ° C’de 24 saat karıştırıldı. Reaksiyon karışımındaki çökelti süzüldü, bir aseton / su çözeltisi ile yıkandı ve Aliquat 336 işlevselleştirilmiş kitosan adsorbanını [A336] [CMCTS] vermek üzere dondurularak kurutuldu.

[A336] [CMCTS], Şekil 4.9’daki SEM görüntülerinde gösterilen kitosan parçacıklarına kıyasla kaba bir yapı sunar. Bu tür kaba yapının oluşumu, katyonlar ve anyonlar arasındaki etkileşimlerle ilişkilidir. Ayrıca, [A336] [CMCTS] ‘nin yüzey alanı, kitosanınkinden (1.72 m2 / g) daha büyük olan 2.43 m2 / g olarak ölçülmüştür. Bu nedenle, [A336] [CMCTS], çapraz bağlantı yoluyla hazırlanan kompozitlerden daha üstündür.

Metal İyon Ayırmanın Adsorpsiyon Mekanizması

Yukarıdaki adsorpsiyon materyallerinin adsorpsiyon kinetiği ve izoterm mekanizması araştırıldı ve yeni anyon değişim reçinesinin rejenerasyonu ve yeniden kullanılabilirliği bu bölümde tartışıldı.

 Metal İyonların Adsorpsiyon Kinetiği

Cr (VI) ‘nın adsorpsiyon kinetiği deneyleri, güçlü bazik anyon değişimi RCI ve R2SO4 kullanılarak gerçekleştirildi. Şekil 4.10’da gösterildiği gibi, Cr (VI) adsorpsiyonu, ilk 10 dakikada reaksiyon süresinin artmasıyla hızla artar ve ardından temas süresi ile yavaşça artar.

Yığın yönteminden elde edilen deneysel veriler uydurularak adsorpsiyon kinetik mekanizmasını araştırmak için sözde birinci derece ve sözde ikinci derece kinetik modeller kullanılmıştır. Lagergren sözde birinci derece modeli, Denklem olarak ifade edilir, qt ve qe sırasıyla t ve denge anında adsorbe edilen Cr (VI) miktarlarıdır. k1, sözde birinci dereceden adsorpsiyonun hız sabitidir. Eşitlik olarak yeniden düzenlenebilir.

Tablo 4.2 sözde birinci derece ve sözde ikinci derece modellere göre uydurulmuş sonuçları göstermektedir. Hem sözde birinci dereceden hem de sözde ikinci dereceden modellerin verilere iyi uyduğu ve yüksek regresyon değerleri verdiği görülebilir.

Bununla birlikte, sözde ikinci derece modelin regresyon değeri, sözde birinci dereceden modelinkinden biraz daha yüksekti. Sözde ikinci derece modelden hesaplanan qe, özellikle RC1 anyon değişim reçinesi için deneysel verilere çok iyi uyuyordu. Bu nedenle sözde ikinci derece model, Cr (VI) ‘nın RCl ve R2SO4 üzerindeki adsorpsiyon kinetiğini daha iyi tanımlayabilir.

Adsorpsiyon termodinamiği
Fiziksel adsorpsiyon örnekleri
Adsorpsiyon mekanizması
İyonik adsorpsiyon
Adsorpsiyon izotermleri
Adsorpsiyon mekanizmasını sınıflandırma

Metal İyonların Adsorpsiyon İzotermleri

Metal iyonunun reçinelerle adsorpsiyonu üzerindeki ilk metal iyon konsantrasyonunun etkisi, Langmuir ve Freundlich izoterm modelleri kullanılarak analiz edildi. Langmuir izotermi (Denklem 4.5), adsorpsiyon yüzeyinin tek tabakalı kapsamını ve bitişik adsorbe edilmiş moleküller arasında etkileşim olmadığını varsayar.

qe, reçine üzerine adsorbe edilen metal iyonlarının denge miktarıdır (mg / g), Ce, çözeltide kalan metal iyonlarının denge konsantrasyonudur (mg / L), qm, reçinenin maksimum yükleme kapasitesidir ve b, Langmuir’dir. adsorpsiyon enerjisi ile ilgili sabit (L / mg) vardır.

Freundlich denklemi (Denklem 4.6), heterojen yüzeylerde çok katmanlı adsorpsiyon ve adsorpsiyonu modellemek için türetilmiştir.

Langmuir ve Freundlich izoterm modellerinin sorpsiyon parametreleri Şekil 4.11’de gösterilmektedir. Metal iyonlarının alımının artan denge konsantrasyonu ile arttığını ve Cr (VI) adsorpsiyonu için çok hızlı bir şekilde doygunluğa ulaştığını ve Langmuir modelinin tüm konsantrasyon aralığında Freundlich verilerinden daha iyi korelasyona sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Ancak Cr (III) adsorpsiyonu için Freundlich, Langmuir modelinden daha iyi bir uyum sağladı. Metal iyonlarının farklı anyon değiştiricilerdeki maksimum adsorpsiyon kapasitesi Tablo 4’te listelenmiştir.

Langmuir ve Freundlich izoterm modellerinin adsorpsiyon parametre değerleri, korelasyon katsayıları (R2) ile birlikte Tablo 4.3’te özetlenmiştir. Freundlich modeli, Cr (VI) ‘nın RCl, R2SO4, PCl, SBA-15 ve RCl tarafından As (V) adsorpsiyonu için Langmuir modelinden daha iyi korelasyona sahiptir. Freundlich izotermi, Re (VII) ‘nin R2SO4 ve Cr (VI)’ nın XAD-7 / Cyphos IL 104 reçinesi tarafından adsorpsiyonu için R2 değerleri ile tatmin edici bir uyum sağladı.

Sol-jel tipi reçine ile Cr (VI) ve Cr (III) adsorpsiyonunun denge verileri Şekil 4.11’de gösterilmektedir. Adsorbe edilen maksimum Cr (VI) miktarları, SG-2, SG-3 ve SG-5 için sırasıyla 19.31, 11.05 ve 15.29 mg / g idi. R 2 değerleri (0,990–0,992) Freundlich modelinden (0,852–0,897) daha yüksek olduğundan, Langmuir modelinin Cr (VI) adsorpsiyonu için tüm deneysel verilere iyi uyabileceği Tablo 4.3’ten (girişler 8-13) açıktır. 

Cr (VI) ‘nın SG-2, SG-3 ve SG-5 üzerindeki maksimum adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 19.16, 12.21 ve 15.49 mg / g idi. Cr (III) ‘ün adsorpsiyonu için Freundlich, 0.991 ila 0.997 arasında değişen R2 değerleri ile tatmin edici bir uyum sağladı. Freundlich ayrıca bir dizi CnSG sol-jel sorbent ile La (III) ekstraksiyonu için Langmuir modelinden daha iyi bir uyum sağladı.

Reçine Rejenerasyonu ve Yeniden Kullanılabilirlik

Metal iyonu yüklü anyon değişim reçinesi genellikle NaCl, NaOH, HCl, NH3H2O, NH4Cl ve bunların farklı konsantrasyonlarda karışık solüsyonları ile rejenere edildi. Aliquat 336 işlevselleştirilmiş kenetleyici adsorban [A336] [CMCTS] [52], Y (III), Pb (II) ve Cd (II) ‘nin zenginleştirilmesi ve ayrılması için araştırılmıştır (Şekil 4.12). Kinetik ve izoterm parametreleri, zamana (dakika) karşı adsorbe edilen miktar (mg / g) olarak çizildi.

Adsorpsiyon, ilk 40 dakika boyunca hızlıdır ve daha sonra, 360 dakika sonra dengeye ulaşana kadar, yavaşça 60 dakikadan 240 dakikaya yükseltilir. [A336] [CMCTS] üzerindeki Pb (II), Y (III) ve Cd (II) ‘nin üç adsorpsiyonunun tümü, Tablo 4.5’te sunulduğu gibi 0,991–0,999 R 2 ile sözde ikinci derece denkleme daha iyi uymaktadır. 

Bu nedenle, adsorpsiyon reaksiyonu esas olarak sözde ikinci derece kinetik modeline göre ilerler. Kitosan bazlı adsorbanlar tarafından metal iyonu adsorpsiyonu için benzer sonuçlar gözlenir.

The post Metal İyonların Adsorpsiyon İzotermleri – Ayırma Teknolojisi – Katı Sıvı Ayırma Teknolojisi – Kimya Mühendisliği – Ayırma Teknolojisi Ödevleri – Kimya Mühendisliği Ödev Yaptırma – Kimya Ödev Yaptırma Ücretleri first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).