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Verfahrenstechnik (Fach) / KURVA MNCH 3 (Lektion)

Diese Lektion wurde von HeiniBoy erstellt.

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• 73. Definieren Sie die Begriffe: Trocknung, Destillation, Rektifikation, Sublimieren Trocknung:Einem Feststoff, Flüssigkeit, Gas wird Feuchte entzogenDestillation:Destillation ist ein thermisches Trennverfahren, um verdampfbare Flüssigkeiten zu gewinnen oderLösungsmittel von schwer verdampfbaren Stoffen abzutrennen. Die Destillation hat gegenüberanderen Trennverfahren den Vorteil, dass in der Regel keine weiteren Stoffe wie Adsorbentien oderLösungsmittel hinzugefügt werden.Rektifikation:Die Rektifikation, auch Gegenstromdestillation genannt, ist ein Verfahren zum Auftrennen einesVielstoffgemisches.Sublimieren:Als Sublimation, seltener auch Sublimierung, bezeichnet man in der Thermodynamik den Prozess desunmittelbaren Übergangs eines Stoffes vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand, ohne sichvorher zu verflüssigen
• 74. Nennen sie die wichtigsten Trocknungsarten Konvektionstrocknung: Wärme mit GasstromübertragenKontakttrocknung: Wärme über beheizte Wände an das feuchte Gut übertragenStrahlungstrocknung: z.B InfrarotstrahlerGefriertrocknung: (Vakuumsublimationstrocknung, aus dem gefrorenen feuchten Gut wird dasFeuchte in Vakuum unterhalb des Tripelpunkts direkt aus dem festen in den Gasförmigen Zustandüberführt.
• 75. Welche Produkte entstehen bei der Verdampfung/Eindampfung in einem Wärmeübertrager? 1. Brüdendampf -> Kondensieren: Reiner Stoff2. Eingedampfte Phase -> angereicherte Lösung
• 76. Was versteht man unter Verdampfungskristallisation? Erklärung + Diagramm. Bei der Verdampfungskristallisationwird ein Teil des Lösungsmittels aus derhomogenen Lösung verdampft, es erfolgtein Ausfallen der Kristalle. Dadurch entstehtaus einem homogenen ein heterogenesGemisch, die gelöste Stoffmenge in der Restlösungüberschreitet denSättigungsgehalt (Verdampfungskristallisation).
• 77. Was versteht man unter Kühlkristallisation? Erklärung + Diagramm Eine gesättigte Lösung wird auf eine tiefereTemperatur abgekühlt, wo eine deutlichgeringere Sättigungsbeladung vorliegt,und die Kristalle scheiden sich soweit ab,bis diese erreicht wird (Kühlkristallisation).
• 78. Was bestimmt bei der Kühlung die Anzahl der Kristallisationskeime? Die Geschwindigkeit!Falls wKühl = klein -> wenige Kristalle (größere Durchmesser)Falls wKühl = groß -> viele Kristalle (kleinere Durchmesser)
• 79. Beschreiben Sie kurz wie Aussalzen/Fällen funktioniert. Wo findet diese Methode ihre Anwendung und wieso? Beispiel: zu einer wässrigen Lösung (Stoff A) wird Stoff B zugegeben. Daraus entstehen Salze dieAusfallen.Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 (Salz, was ausfällt) + H2ODiese Methode wird in der chemischen Wasserklärung angewendet.Die Produkte werden thermisch zerlegen, weil man dadurch die Edukte als reine Substanzen
• 80. Was versteht man unter Absorption? Absorption: Chemische Absorption beschreibt den Prozess der Aufnahme oder des „Lösens“ einesAtoms, Moleküls oder eines Ions in einer anderen Phase. Hierbei handelt es sich nicht um eineAnlagerung an der Oberfläche (Adsorption), sondern um eine Aufnahme in das freie Volumen derabsorbierenden Phase.
• 81. Was versteht man unter Adsorption? Erklären Sie in diesem Zusammenhang die Begriffe Adsorbens und Adsorptiv Adsorption: Als Adsorption bezeichnet man die Anreicherung von Stoffen aus Gasen oderFlüssigkeiten an der Oberfläche eines Festkörpers, allgemeiner an der Grenzfläche zwischen zweiPhasen.Adsorbens: Feststoff (Stoff, der die Substanz aufnimmt)Adsorptiv: Gas, Flüssigkeit (Substanz die aufgenommen wird) Bilder siehe Foliensatz Die Oberfläche des Adsorbens ist begrenzt, deswegen besitzt der Adsorbens eine Aufnahmekapazitätfür Adsorbtiv.
• 82. Was versteht man unter dem Membranverfahren? Beispiel: In der Mitte befindet sich eine Ionenselektive Membran,die nur gewissen Ionen wegen der hohen Affinität durchlässt(in diesem Fall Cl-Ionen). Auf der negativen Polseite wird WasserMit NaCl durchgeleitet. Die negativen Cl-Ionen werden vompositiven Pol angezogen und durchdringen somit die Membran.Auf der positiven Polseite wird Wasser durchgeleitet, welchesMit Cl2 desinfiziert wird.
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• 83. Was ist ein kontinuierlicher Adsorptionsfilter? Der Adsorptionsfilter dreht sich mit geringer Winkelgeschwindigkeit. Dieser ist mit Rohren (Flächen)bestückt, die ein Adsorbens beinhalten.Z.B. im oberen Teil wird feuchte Luft zugeführt, dabei wird das Wasser adsorbiert und an derOberfläche ausgetragen. Die gewünschte trockene Luft strömt aus. Im unteren Teil wird warmeTrockene Luft zugeführt die das Wasser desorbiert.
• 84. Was ist ein Ionenaustauscher? Ionentauscher sind Materialien, mit denen gelöste Ionendurch andere Ionen gleichnamiger Ladung (d. h. positivoder negativ) ersetzt werden können; es findet einIonentausch stattBeispiel: Harze die bestimmten Ionen binden
• 85. Was ist ein FID – Analysator? Die bei der Ionisierung freiwerdenden Elektronen werdenaufgefangen (mittels eines Gitters, das um die Flammeangebracht ist)
• 86. Bestimmen Sie die Konzentration von (z.B.) NO2 in mg/mN^3 ,wenn 200ppm NO2 gemessen wurde. siehe Folensatz
• 87. Was versteht man unter Sorption und Desorption? Erklären Sie in diesem Zusammenhang die Begriffe Physiosorption und Chemiesorption. Desorption: Als Desorption bezeichnet den Vorgang, bei dem Atome oder Moleküle die Oberflächeeines Festkörpers verlassen. Die Desorption stellt damit den Umkehrvorgang der Sorption dar.Sorption: Der Begriff Sorption beschreibt den Vorgang, bei dem kondensierte Phasen (Flüssigkeitenoder Feststoffe) aus ihrer Umgebung Stoffe aufnehmen. Er schließt die Begriffe Absorption undAdsorption ein.Physiosorption: physikalischer Hintergrund z.B. Temp., pH-Wert,….Chemiesorption: chemisch gebunden.
• 88. Für welche Zwecke werden Silicagel, Aktivkohle und Zeolithe verwendet? Diese Materialien werden als Adsorbtionsmittel verwendet.Silicagel: Aufnahme von Wasserdampf.Aktivkohle: für viele Substanzen geeignet (organische Verbindungen, Chlor,…).Zeolithe: Über 150 Modifikationen von Alumosilikate (Gestein) sind bekannt. Aufnahme vonorganischen Verbindungen.
• 89. Was versteht man unter Extraktion? Extraktion: Extraktion nennt man jedes Trennverfahren, bei dem mit Hilfe eines (festen, flüssigenoder gasförmigen) Extraktionsmittels eine oder mehrere Komponenten aus einem Stoffgemisch (ausfesten, flüssigen oder gasförmigen Einzelstoffen bestehend), dem Extraktionsgut, herausgelöst wird.
• 90. Was ist die physikalische Voraussetzung bei der Destillation von zwei Flüssigkeiten. Unterschiedliche Siedepunkte der verschiedenen Flüssigkeiten.
• 91. Was charakterisiert den azeotropen Punkt. Wie soll die Destillation weiter durchgeführt werden, wenn der azeotrope Punkt erreicht wurde. Als den azeotropen Punkt bezeichnet man die Extremwerte der Kondensationskurve und derSiedekurve, die sich berühren.Im azeotropen Punkt ist die weitere Destillation nicht möglich (keine weitere Anreichung möglich).Maßnahmen:- es wird ein Schleppmittel verwendet (Schleppmitteldestillation), z.B. Benzol für Wasser-Ethanol-System,- es wird Druck verändert (erniedrigt oder erhöht).
• 92. Was sind die Vorteile der Rektifikation gegenüber der Destillation. Es können höhere Konzentrationen erreicht werden
• 93. Erklären Sie den Sinn der Äquivalentkonzentration. Die Äquivalentkonzentration, (Formelzeichen: ceq) ist eine spezielle Stoffmengenkonzentration, beider die zu Grunde gelegten Teilchen im allgemeinen nicht ganze Atome, Moleküle oder Ionen,sondern gedachte Bruchteile 1/z solcher Teilchen sind. Hierbei ist z die stöchiometrische Wertigkeit,die auch Äquivalentzahl genannt wird. Im Falle z = 3 ist also die Äquivalentkonzentration 3-mal sogroß wie die Stoffmengenkonzentration, weil sozusagen jedes ganze Teilchen z-mal gezählt wird. DieBruchteile 1/z nennt man auch Äquivalentteilchen oder Äquivalente. ceq ist ein Maß dafür, wie vieleÄquivalentteilchen eines Stoffes sich in einem bestimmten Volumen der Lösung befinden.
• 94. Formulieren Sie allgemein die Antoine-Gl. Und Erklären Sie deren Anwendung Berechnung vom Sättigungsdampfdruck abhängig von der Temperatur. siehe Foliensatz
• 95. Was sind die prinzipiellen Unterschiede zwischen mech. Und th. Verfahren? Die thermische Verfahrenstechnik beschäftigt sich insbesondere mit thermischen Trenn- undReinigungsprozessen.Die mechanische Verfahrenstechnik beschäftigt sich mit Stoffwandlungsprozessen, die aufmechanischer Einwirkung beruhen.
• 96. Gleichgewichte zwischen welchen Phase werden mit : - Henry,Löslichkeit der Gasphase in Flüssigkeitsphase- Nerst,Gas-/Flüssigkeitsphase in Flüssigkeitsphase- Roult,Flüssig- und Gasförmige Phase, flüssige Phase besteht aus mehreren Komponenten Gesetzenbeschrieben.
• 97. Wie wird beispielhaft eine Absorptionsflüssigkeit regeneriert? Untermauern Sie die Antwort mit entsprechenden physikalischen Gesetzen. Beispiel: CO2 Abscheidung aus Abgas.Das Abgas mit CO2 wird mit einer Aminhaltigen Substanz bespritzt, dadurch vermischt es sich underreicht den Sättigungszustand. Es wird weitergeleitet in einen Behälter bei dem die Temperaturhöher ist, dadurch wird ein Teil des CO2 abgeschieden. Die Aminflüssigkeit wird regeneriert und kann wieder zum Bespritzen verwendet werden.Dies beruht auf dem Henry-Gesetz, dass die Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten sehr starkTemperaturabhängig ist.
• 98. Was sind die pauschalen Tendenzen in der Abhängigkeit von der Temperatur bzgl. der Aufnahmen (Löslichkeiten) von: - Gasen in FlüssigkeitenIn der Regel nimmt die Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten mit steigender Temperatur ab- Flüssigkeitsdämpfen in Gasen,In der Regel nimmt mit steigender Temperatur die Löslichkeit von Flüssigkeitsdämpfen inGasen zu (vgl. Mollier h,x-Diagramm).- Feststoffen in Gasen (????)In der Regel nimmt mit steigender Temperatur die Löslichkeit von Feststoffen in Gasen zu(Sublimation, der gleiche Mechanismus wie bei Flüssigkeiten, Dampfdruckkurve)- Feststoffen in Flüssigkeiten,Es gibt keine Regel!die in der Verfahrenstechnik angewendet werden?

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