Frakcionácia - lexikón chémie
Lexikón chémie: Frakcionácia
Frakcionácia, 1) všeobecne rozklad zmesi látok postupným oddeľovaním zložiek za určitých teplotných, tlakových alebo koncentračných podmienok. Oddelené a jednotlivo zhromaždené časti sú Frakcie zavolal. F. sa používa vo všetkých separačných procesoch, je zvlášť dobre známy pre destiláciu, kryštalizáciu, kondenzáciu, sublimáciu a všetky sorpčné procesy.
2) v makromolekulárna chémia separácia polydisperznej látky na rôzne frakcie s viac alebo menej jednotnými molekulovými hmotnosťami. Rovnomernosť frakcie závisí od selektivity frakcionačného procesu. Jeden rozlišuje:
Rovnovážna metóda.
1) frakčné zrážky je založené na skutočnosti, že do roztoku polymérnej látky sa pridáva zrazenina alebo nerozpúšťadlo, ktoré musí byť miešateľné s rozpúšťadlom, až kým nevznikne zákal. Po chvíli sa oddelí druhá kvapalná fáza, ktorá obsahuje vyššie polymérne zložky. Nadbytočný roztok sa oddelí a znovu sa pridá zrazenina alebo nerozpúšťadlo. Po niekoľkonásobnom opakovaní týchto operácií sú k dispozícii rôzne polymérne frakcie, pomocou ktorých je možné stanoviť distribučnú funkciu. Tu sa postupuje tak, že sa odstráni zmes rozpúšťadlo/nerozpúšťadlo, stanoví sa hmotnosť polymérneho zvyšku a stanoví sa relatívna molekulová hmotnosť frakcie pomocou jednej z obvyklých metód, ako je viskozimetria alebo osmometria. Pomocou získaných hodnôt je možné nastaviť funkciu integrálneho alebo diferenciálneho rozdelenia. Rozlišuje sa medzi postupným a súhrnným F.
2) Postup bez izolácie frakcií. Tieto metódy patria k rýchlym metódam F. Pomerne rýchlo poskytujú orientačný prehľad o distribučnej funkcii. Rozlišuje sa medzi: a) titráciou zákalu (turbidimetrický F.) zákal sa meria ako funkcia množstva pridaného zrážacieho prostriedku. b) Meranie objemu gélovej fázy (volumetrický F.) objem druhej vytvorenej fázy sa meria ako funkcia množstva pridaného zrážacieho prostriedku. c) Stanovenie sedimentačnou váhou (gravimetrické F.) tesne nad dno frakcionačnej nádoby je umiestnená vážiaca misa, na ktorej sa usadzuje zrazenina vytvorená počas zrážania, a zaznamenáva sa ako funkcia množstva pridaného rozpúšťadla.
3) Frakcionácia roztoku je založené na skutočnosti, že v polymérnej homológnej sérii za inak rovnakých podmienok rozpustnosť klesá so zvyšujúcim sa stupňom polymerizácie. Ak sa na polymolekulárnu látku najskôr pôsobí slabým rozpúšťadlom, získajú sa frakcie s nízkou molekulovou hmotnosťou v rozpustenej forme. Ak potom niekto použije lepšie rozpúšťajúce činidlá, rozpúšťajú sa aj frakcie s vyššou molekulovou hmotnosťou. Čím jemnejšie sú vlastnosti rozpúšťadla, tým zreteľnejšie sa dajú separovať. V praxi sa postupuje tak, že sa polymérna látka nanáša na inertné nosiče a tieto zmesi rozpúšťadiel sú vystavené určitým stupňom. Po určitom čase sa rozpúšťadlo - z. B. odparením sa odstráni a zvyšok sa odváži.
4) Stanovenie sedimentačnej rovnováhy v ultracentrifúge.
5) To Postup distribúcie je založené na skutočnosti, že existuje distribúcia medzi nemiešateľnými, rôznymi rozpúšťadlami.
6) Gradientná elúcia. Proces gradientovej elúcie sa môže uskutočňovať s teplotným gradientom (proces tepelnej extrakcie) alebo s tlakovým gradientom (deliaca chromatografia).
Adsorpčný proces sú založené na skutočnosti, že adsorpčná kapacita vhodných adsorbentov závisí od molekulovej hmotnosti. Týmto spôsobom môžete z. B. Oddeľte polyester na stĺpcoch močoviny od roztoku benzénu (chromatografia).
F. sa môže uskutočniť pomocou hustotnej chromatografie pomocou adsorpčného mechanizmu, ako aj distribučného mechanizmu. Látky s vysokým obsahom polyméru je možné merať aj pomocou permeačnej chromatografie. Frakcia poľného toku je veľmi variabilná a vhodná pre vysoké molekulové hmotnosti (do 10 12 g mol -1).
Kinetický postup.
1) Meranie rýchlosti difúzie je založené na skutočnosti, že je to nepriamo úmerné molekulovej hmotnosti, difúzii.
2) Používanie membrán odstupňovaná pórovitosť. a) Použitie ultrafiltračného efektu určitých membránových materiálov. Môžu byť vyrobené s rôznymi pórovitosťami, takže ultrafiltráciou týmto spôsobom možno oddeliť rôzne veľkosti molekúl. b) Meranie časového priebehu osmotického tlaku.
3) Použitie tepelnej difúzie. a) Proces separačnej trubice analogický k procesu separácie izotopov v separačnej trubici Clusius. b) štatistická metóda využívajúca Soretov efekt; je založený na skutočnosti, že molekuly rôznych veľkostí sa v rámci roztoku čiastočne segregujú.
4) Meranie rýchlosti rozpúšťania v určitých rozpúšťadlách, čo tiež závisí od molekulovej hmotnosti.
5) Merania v ultracentrifúge sú založené na skutočnosti, že častice rozpustené v kvapaline sa usadzujú účinkom hmotnostne úmernej odstredivej sily. Existujú na to rôzne metódy: a) Stanovenie rýchlosti sedimentácie, b) Meranie sedimentačného koeficientu, c) Merania podľa Archibaldovej metódy, t.j. i. proces, pri ktorom sú inak zdĺhavé vyšetrenia v ultracentrifúge značne skrátené.