Quiz zur thermischen Stofftrennung und Diffusion
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Questions and Answers

Was ist der Mechanismus der Oberflächenadsorption?

  • Adsorptionsmethode von BET
  • Porenvolumenfüllung (correct)
  • Mesoporen
  • Konfigurelle Diffusion

    • Was sind biporöse Partikel (Adsorbentien)?

  • Partikel mit weiten Poren
  • Partikel mit Makroporen
  • Partikel mit engen Poren (correct)
  • Partikel mit Mesoporen

    • Was ist charakteristisch für die konfigurelle Diffusion?

  • Adsorptionswärme
  • Oberflächendiffusion
  • Schnelle Diffusion
  • Aktivierter Prozess (correct)

    • Was ist konvektive Diffusion?

    <p>Resultat einer hydrodynamischen Strömung</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Stoffübertragungsfläche bei fluiden Partikeln?

    <p>Die Gesamtoberfläche im Volumen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die eigentliche Stoffübertragungsfläche bei festen porösen Partikeln?

    <p>Die innere Oberfläche des Porensystems</p> Signup and view all the answers

    Warum wird die äußere Oberfläche der festen porösen Partikeln oft bei den Berechnungen vernachlässigt?

    <p>Weil sie zu klein ist</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die 'innere' Oberfläche der festen porösen Partikel experimentell ermittelt?

    <p>Durch die BET-Adsorptionsmethode</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Einfluss der freien Konvektion bzw. freien konvektiven Diffusion in den meisten Fällen der Strömungsapparate?

    <p>Sie führt zur Rückmischung der bereits getrennten Komponenten in Strömungsrichtung.</p> Signup and view all the answers

    Was ist der quantitative Einfluss der freien Konvektion bzw. freien konvektiven Diffusion in den meisten Fällen der Strömungsapparate?

    <p>Er ist meist zu vernachlässigen.</p> Signup and view all the answers

    In welchen Fällen ist die freie Konvektion bzw. freie konvektive Diffusion eine erwünschte begleitende Erscheinung?

    <p>In Rührgefäßen zur Verbesserung der Vermischung und des Prozesses.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Definition von Stoffübertragung (SÜ) oder Stofftransport (ST)?

    <p>Die Übertragung von Partikeln (Teilchen) eines Stoffes von einem Raum zu einem anderen im Rahmen einer und der selben Phase oder von einer Phase durch die Phasengrenze in eine andere Phase.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Phasengrenze?

    <p>Die Grenze zwischen zwei nicht löslichen Phasen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Stoffübertragungsfläche?

    <p>Die Fläche, über die die beiden Phasen miteinander im Kontakt sind.</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Ziel der thermischen Stofftrennprozesse?

    <p>Die Trennung der Stoffkomponenten eines Fluidgemisches auf molekularer Ebene.</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Unterschied zwischen gewöhnlicher molekularer Diffusion und Knudsendiffusion?

    <p>Gewöhnliche molekulare Diffusion tritt durch Molekül-Molekül-Stöße auf, während Knudsendiffusion durch Molekül-Wand-Stöße auftritt.</p> Signup and view all the answers

    Was ist Oberflächendiffusion?

    <p>Die Ablagerung von Molekülen auf der inneren Oberfläche eines Porensystems.</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Kriterium von Knudsen?

    <p>Das Kriterium zur Bestimmung der freien Weglänge der Moleküle.</p> Signup and view all the answers

    Was ist der wichtigste Unterschied zwischen den beiden Gruppen von Zweiphasenprozessen?

    <p>Die Form der Phasengrenze bzw. der Stoffübertragungsfläche</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Phasen sind bei den SÜP fluid-fluid Prozessen beteiligt?

    <p>Zwei oder drei</p> Signup and view all the answers

    Welche Form haben die dispergierten Teilchen bei den SÜP fluid-fluid Prozessen?

    <p>Flüssigkeitströpfchen oder Gas- oder Dampfblasen</p> Signup and view all the answers

    Was ist Oberflächendiffusion?

    <p>Die Diffusion von Stoffen auf einer Oberfläche</p> Signup and view all the answers

    Was ist die eigentliche Stoffübertragungsfläche bei festen porösen Partikeln?

    <p>Die innere Oberfläche der Partikel</p> Signup and view all the answers

    Was sind biporöse Partikel (Adsorbentien)?

    <p>Partikel mit zwei Porengrößen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Stoffübertragungsfläche?

    <p>Die Fläche, auf der die Stoffübertragung stattfindet</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Unterschied zwischen gewöhnlicher molekularer Diffusion und Knudsendiffusion?

    <p>Knudsendiffusion tritt in engen Poren auf</p> Signup and view all the answers

    Was ist konvektive Diffusion?

    <p>Die Diffusion von Stoffen in einem Gas</p> Signup and view all the answers

    Warum wird die äußere Oberfläche der festen porösen Partikeln oft bei den Berechnungen vernachlässigt?

    <p>Sie ist zu klein, um einen signifikanten Einfluss zu haben</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Ziel der thermischen Stofftrennprozesse?

    <p>Die Trennung von Stoffen aufgrund ihrer Temperatur</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Definition von Stoffübertragung (SÜ) oder Stofftransport (ST)?

    <p>Der Transport von Stoffen durch eine Flüssigkeit oder ein Gas</p> Signup and view all the answers

    Was ist die eigentliche Stoffübertragungsfläche bei festen porösen Partikeln?

    <p>Die innere Oberfläche der Partikel</p> Signup and view all the answers

    Was ist charakteristisch für die konfigurative Diffusion?

    <p>Die Diffusion von Stoffen durch eine feste poröse Struktur</p> Signup and view all the answers

    Warum wird die äußere Oberfläche der festen porösen Partikeln oft bei den Berechnungen vernachlässigt?

    <p>Sie ist nicht relevant für die Stoffübertragung</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Stoffübertragungsfläche bei fluiden Partikeln?

    <p>Die Fläche, über die der Stoff von einem Partikel auf die Umgebung übertragen wird.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Phasengrenze?

    <p>Die Grenze zwischen zwei verschiedenen Phasen eines Stoffes.</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Unterschied zwischen gewöhnlicher molekularer Diffusion und Knudsendiffusion?

    <p>Knudsendiffusion tritt aufgrund der geringen Molekülbeweglichkeit in engen Poren auf.</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Mechanismus der Oberflächenadsorption?

    <p>Die Adsorption von Molekülen auf der Oberfläche eines Festkörpers.</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Zweck der Verwendung einer festen porösen Membran bei der Trennung von Gasphasen?

    <p>Um die Moleküle des Stoffs (B) aufgrund ihrer besseren Löslichkeit in Phase II zu erfassen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist das 'Trenneffekt' der Knudsendiffusion?

    <p>Die Fähigkeit von Molekülen, allein im Raum zu wandern, basierend auf ihrer Molekül-Wand-Stöße und ihrer molekularen Masse.</p> Signup and view all the answers

    Wie wird der Stoff (B) von der Abgeberphase in die Lösungsmittelphase transportiert?

    <p>Der Stoff (B) löst sich zunächst in der flüssigen Membrane auf und wird dann aufgrund seiner besseren Löslichkeit in Phase II von dieser aufgenommen.</p> Signup and view all the answers

    Was wird beobachtet, nachdem ein Tropfen Tinte in den Glasbecher mit Wasser gegeben wurde?

    <p>Das Wasser wird gleichmäßig gefärbt</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn das Wasser im Becher zusätzlich erhitzt wird?

    <p>Der Prozess wird schneller</p> Signup and view all the answers

    Welche Art von Stoffübertragung findet im Glasbecher mit Wasser statt?

    <p>Die molekulare Diffusion</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Ziel der thermischen Stofftrennprozesse?

    <p>Die Erhöhung der Stoffkonzentration in der Lösungsmittelphase.</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Unterschied zwischen gewöhnlicher molekularer Diffusion und Knudsendiffusion?

    <p>Bei der gewöhnlichen molekularen Diffusion erfolgt der Stofftransport nur aufgrund der Konzentrationsunterschiede, während bei der Knudsendiffusion auch der Druckunterschied eine Rolle spielt.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Stoffübertragungsfläche bei fluiden Partikeln?

    <p>Die Gesamtoberfläche der Partikel.</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Kriterium von Knudsen?

    <p>Ein Maß für den Einfluss der Molekülgröße auf die Stoffübertragung.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Oberflächenadsorption

    • Oberflächenadsorption ist der Prozess, bei dem Moleküle an der Oberfläche eines Festkörpers haften.
    • Dieser Mechanismus beruht auf intermolekularen Kräften, wie Van-der-Waals-Kräften und elektrostatischen Wechselwirkungen.

    Biporöse Partikel

    • Biporöse Partikel sind Adsorbentien, die sowohl große als auch kleine Poren besitzen.
    • Diese Struktur ermöglicht eine vielseitige Adsorption und gezielte Trennung von Molekülen.

    Konfigurative Diffusion

    • Charakteristisch für konfigurative Diffusion ist die Bewegung von Molekülen in einem Festkörper als Ergebnis von Änderungen in der Konfiguration der Struktur.
    • Sie tritt häufig in porösen Feststoffen auf und ist signifikant, wenn die Moleküle die Porenstruktur anpassen müssen.

    Konvektive Diffusion

    • Bei konvektiver Diffusion erfolgt der Stofftransport durch Flüssigkeitsbewegungen oder Gasströmungen.
    • Diese Art der Diffusion ist besonders wichtig in Strömungsapparaten, wo Strömungsverhältnisse den Transport beeinflussen.

    Stoffübertragungsfläche bei fluiden Partikeln

    • Die Stoffübertragungsfläche beschreibt die Oberfläche, über die der Stoffaustausch zwischen Phasen stattfindet.
    • Bei fluiden Partikeln ist dies die gesamte Oberfläche, die mit einer anderen Phase in Kontakt steht.

    Stoffübertragungsfläche bei festen porösen Partikeln

    • Die eigentliche Stoffübertragungsfläche ist die innere Oberfläche der Poren, die für die Adsorption einschließlich Transport entscheidend ist.

    Vernachlässigung der äußeren Oberfläche

    • Die äußere Oberfläche fester poröser Partikel wird oft bei Berechnungen vernachlässigt, da die innere Oberfläche dominierend für die Adsorption ist.

    Experimentelle Ermittlung der inneren Oberfläche

    • Die innere Oberfläche fester poröser Partikel kann experimentell durch Methoden wie Gasadsorption oder Flüssigkeitsadsorption bestimmt werden.

    Einfluss der freien Konvektion

    • Freie Konvektion kann die Effizienz der Stoffübertragung steigern, indem sie die Durchmischung von Fluiden und den Transport von Materie verbessert.

    Quantitativer Einfluss der freien Konvektion

    • Quantitativ ist der Einfluss der freien Konvektion variabel, oft bemerkbar in dynamischen Systemen, wo Strömungen die Diffusion unterstützen.

    Gewünschte Erscheinung der freien Konvektion

    • In Prozessen wie der Luft- oder Wärmeübertragung kann die freie Konvektion beabsichtigt sein, um die Effizienz zu verbessern.

    Definition von Stoffübertragung (SÜ) und Stofftransport (ST)

    • Stoffübertragung beschreibt den Vorgang, durch den Stoffe zwischen verschiedenen Phasen oder Bereichen verteilt werden.
    • Stofftransport bezieht sich auf die Bewegung von Stoffen aufgrund von Konzentrations- oder Temperaturgradienten.

    Phasengrenze

    • Die Phasengrenze ist die Übergangsfläche zwischen zwei unterschiedlichen Phasen, an der Stoffübertragungsprozesse stattfinden.

    Ziel der thermischen Stofftrennprozesse

    • Das Ziel bei thermischen Stofftrennprozessen ist es, Stoffgemische durch Temperaturunterschiede zu trennen, um reine Substanzen zu erhalten.

    Unterschied zwischen gewöhnlicher molekularer Diffusion und Knudsendiffusion

    • Gewöhnliche molekulare Diffusion erfolgt durch ständige zufällige Bewegung von Molekülen, während Knudsendiffusion in sehr kleinen Poren herrscht, wo molekularer Abstand kleiner ist als die Porenbreite.

    Oberflächendiffusion

    • Oberflächendiffusion bezeichnet die Bewegung von Atomen oder Molekülen entlang einer Oberfläche und ist bei der Adsorption und Desorption wichtig.

    Kriterium von Knudsen

    • Das Kriterium von Knudsen unterscheidet zwischen Normal- und Knudsendiffusion basierend auf dem Verhältnis von Porenradius zu molekularem Durchmesser.

    Zweiphasenprozesse

    • In Zweiphasenprozessen sind zwei Phasen beteiligt, wobei eine typischerweise dispergiert ist und die andere als kontinuierlich gilt.

    Dispergierte Teilchen in SÜP fluid-fluid Prozessen

    • Die dispergierten Teilchen in fluid-fluid Prozessen haben oft die Form von Tröpfchen oder Blasen.

    Transport von Stoffen in Wasser

    • Wenn ein Tropfen Tinte in Wasser gegeben wird, breitet sich die Tinte aufgrund von Diffusion und Konvektion schnell aus.
    • Das Erhitzen des Wassers verstärkt die Bewegungsenergie der Moleküle, was die Diffusion beschleunigt.

    Bedeutung der Stoffübertragungsfläche

    • Die Stoffübertragungsfläche ist entscheidend für die Effizienz von Stofftrennprozessen und beeinflusst die Geschwindigkeit, mit der Stoffe transportiert werden.

    Quelle des 'Trenneffekts' der Knudsendiffusion

    • Der Trenneffekt resultiert aus der unterschiedlichen Diffusionsgeschwindigkeit von Molekülen aufgrund ihrer unterschiedlichen Größen und damit der Wechselwirkungen mit der Porenstruktur.

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    Quiz Team

    Description

    Quiz zum Thema "Thermische Stofftrennung und Diffusion". Teste dein Wissen über die Trennung von Stoffkomponenten in Fluidgemischen auf molekularer Ebene durch thermische Prozesse und molekulare Diffusion.

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