Membran ayrılık teknolojileri, bu sistemleri tasarlamak ve optimize etmek için membranlar aracılığıyla moleküllerin hareketine güveniyor.Bu makale, membran proseslerinde difüzyon oranlarını hesaplamak için bir adım adım kılavuzunu sağlar.
Membranlarda Diffüzyon Anlamak
Diffüzyon, moleküllerin daha düşük konsantrasyon alanına daha yüksek konsantrasyon alanından hareket ettiği süreçtir. membran ayrımında, bu hareket yarı-permeable membran ile gerçekleşir. diffüzyon oranı, konsantrasyon gradient, membran özellikleri ve sıcaklık gibi faktörlere bağlıdır.
Fick'in Diffüzyon İlk Yasası
Diffüzyon oranlarının hesaplanması için en yaygın model Fick'in İlk Yasasıdır. florx, J, membrandaki konsantrasyon gradient için orantılıdır:
[D)))) (D)))
Nerede:
- [FONT:0)J) = diffüzyon flux (zaman başına birim alanı)
- [FONT:0)D) = diffüzyon katsayısı
- [FONT=0]dC/dx[[Dönetici:0) = membranın içindeki konsantrasyon gradient
Diffüzyon Hızlandırmasını Hesaplamak
Difüzyon oranını belirlemek için, bu adımları takip edin:
- Membranın (345C) üzerindeki konsantrasyon farkı ölçül.
- Membran kalınlığını (345x) belirleyin.
- Belirli molekül ve membran materyali için diffüzyon katlarını (D) bulun.
- Fick'in Yasasını kullanarak flux'ı hesaplayın: J = D * (345C / 345x).
- Çok fazla, membran bölgesi tarafından toplam difüzyon oranını bulmak için florx.
Örnek Hesaplama
Bir membranın 1 x 10'un difüzyon katsayısına sahip olduğunu varsayalım)-9)[Dönetici: 50 mol /m, ve 0,03 lik bir kalınlığı [D)[D:0)
Diffüzyon flux'ı hesaplayın:
J = 1 x 10)-9) * (50 / 0.001) = 5 x 10).-5[DÜye ait olan 3 )[DÜye ait olan mol/m)
Sonra, toplam difüzyon oranı:
Puan = J * Alan = 5 x 10[DÜT:0)-5) * 2 = 1 x 10).