Дегазация - Degassing

Дегазация, также известный как дегазация, это удаление растворенного газы из жидкости, особенно вода или водные растворы. Существует множество методов удаления газов из жидкостей.

Газы удаляются по разным причинам. Химики удаляют газы из растворители когда соединения, над которыми они работают, возможно, чувствительны к воздуху или кислороду (безвоздушная техника ), или когда образование пузырьков на границах раздела твердое тело-жидкость становится проблемой. Образование пузырьков газа при замораживании жидкости также может быть нежелательным, что требует предварительной дегазации.

Снижение давления

В растворимость газа подчиняется Закон Генри, то есть количество растворенного газа в жидкости пропорционально его частичное давление. Следовательно, помещение раствора под пониженное давление делает растворенный газ менее растворимым. Обработка ультразвуком и перемешивание при пониженном давлении обычно может повысить эффективность. Этот метод часто называют вакуумная дегазация. Специализированные вакуумные камеры, называемые вакуумными дегазаторы, используются для дегазации материалов за счет снижения давления.

Терморегулирование

Вообще говоря, водный растворитель растворяет меньше газа при более высокой температуре, и наоборот для органических растворителей (при условии, что растворенное вещество и растворитель не вступают в реакцию). Следовательно, нагревание водного раствора может вытеснить растворенный газ, тогда как охлаждение органического раствора имеет тот же эффект. Также эффективны ультразвуковая обработка и перемешивание во время терморегулирования. Этот метод не требует специального оборудования и прост в применении. Однако в некоторых случаях растворитель и растворенное вещество разлагаются, реагируют друг с другом или испаряются при высокой температуре, и скорость удаления меньше. воспроизводимый.

Мембранная дегазация

Мембраны для разделения газа и жидкости пропускают газ, но не жидкость. Пропуск раствора внутри газожидкостной разделительной мембраны и откачивание наружу заставляет растворенный газ выходить через мембрана. Преимущество этого метода состоит в том, что он предотвращает повторное растворение газа, поэтому он используется для получения очень чистых растворителей. Новые области применения находятся в струйных системах, где газ в чернилах образует пузырьки, ухудшающие качество печати. Перед печатающей головкой размещается дегазирующий блок для удаления газа и предотвращения образования пузырьков, сохраняя хорошее качество струйной печати и печати.

Вышеуказанные три метода используются для удаления все растворенные газы. Ниже представлены методы более избирательного удаления.

Барботаж инертным газом

Барботирование раствора с газом высокой чистоты (обычно инертным) может привести к удалению нежелательных (обычно реактивных) растворенных газов, таких как кислород и углекислый газ. Азот, аргон, гелий и другие инертные газы обычно используются. Чтобы максимизировать этот процесс, называется барботаж, раствор интенсивно перемешивают и долго барботируют. Поскольку гелий не очень хорошо растворяется в большинстве жидкостей, он особенно полезен для снижения риска образования пузырьков в ВЭЖХ системы.

Добавление восстановителя

Если кислород необходимо удалить, добавление восстановители иногда бывает эффективным. Например, особенно в области электрохимия, сульфит аммония часто используется в качестве восстановителя, поскольку он реагирует с кислородом с образованием сульфат ионы. Хотя этот метод применим только к кислороду и связан с риском снижение растворенного вещества растворенный кислород почти полностью удаляется. Кетил радикальный из натрий и бензофенон также может использоваться для удаления кислорода и воды из инертных растворителей, таких как углеводороды и простые эфиры; дегазированный растворитель можно отделить дистилляция. Последний метод особенно полезен, поскольку высокая концентрация кетильного радикала дает темно-синий цвет, указывая на то, что растворитель полностью дегазирован.

Цикл замораживания-насоса-оттаивания

В этом лабораторном методе дегазируемая жидкость помещается в Колба Шленка и мгновенной заморозки, обычно с жидкий азот. Затем создается вакуум и колба закрывается. Теплая водяная баня используется для оттаивания жидкости, и при оттаивании пузырьки газа образуются и выходят. Обычно процесс повторяется трижды.^[1] Хотя это жизнеспособный метод дегазации широкого спектра органических растворителей, некоторые растворители склонны к значительному расширению при мгновенном замораживании. Это расширение может вызвать практические проблемы из-за разрушения контейнера. Некоторыми растворителями, известными таким поведением, являются вода и метанол.

Дегазация вина

Дрожжи использует сахар для производства алкоголя и углекислого газа. В виноделие, углекислый газ является нежелательным побочным продуктом для большинства вин. Если вино разливается быстро после ферментация, важно дегазировать вино перед розливом в бутылки.

Винодельни могут пропустить процесс дегазации, если они возраст свои вина перед розливом в бутылки. Хранение вин в стали или дуб бочки в течение месяцев, а иногда и лет позволяют газам выделяться из вина и уходить в воздух через воздушные затворы.

Смотрите также

Проводимость дегазации
Дегазированная вода
Лимническое извержение
Дегазация масла
Дегазация (включая геологические и вулканические выбросы)