W procesach przemyslowych zachodzi bardzo czesto potrzeba wydzielenia ciala rozpuszczonego z roztworu. Wydzielanie to ma na celu badzto usuniecie zanieczy¬ szczen, badz tez uzyskanie i spozytkowa¬ nie ciala rozpuszczonego w postaci pozy¬ tecznej.Wynalazek niniejszy daje przeto sposób oddzielania lub odzyskiwania cial rozpu¬ szczonych z roztworów niewodnych, usu¬ wajacy trudnosci sposobów dawniejszych i pozwalajacy osiagac zamierzony cel ta¬ niej i dokladniej.Wynalazek polega na odchlanianiu (ad- sorbcji) ciala rozpuszczonego z roztworu niewodnego zapomoca tworzywa posiada¬ jacego pory o wymiarach nalezytych do wchlaniania cial rozpuszczonych, poczem substancje pochlonieta tworzywem mozna uwolnic ltib zregenerowac w jakikolwiek sposób wlasciwy, np. nagrzewaniem.Wiadomo, ze do skutecznego wydziele*- nia gazów lub pary z mieszaniny gazów lub mieszaniny par i gazów nalezy zastosowac cialo o budowie doskonale porowatej, czyli o porach nader drobnych. Przedmiotem nowym jest natomiast pochlanianie ciala rozpuszczonego w roztworze niewodnym zapomoca materjalów porowatych o po¬ rach nader drobnych.Pory materjalu chlonnego, niezbednego do urzeczywistniania metody niniejiszej, satak drobnej iz-trudno jest wielkosc ich do¬ kladnie ustalic »lub wyznaczyc. Mozna to jednak u wody, jaka 1 g ciala wchlania ^zy podda¬ niu go dzialaniu pary wodnej 6 okreslonej temperaturze i okresloneim cifsnieniu, czast¬ kowem. 1 Ciecz zwilzajaca rurke wloskowata wznosi sie w tejze ponad poziom otaczaja¬ cy plyn. Wysokosc tego wyniesienia zalezy od srednicy rurki wloskowatej. Preznosc pary nad ciecza w rurfce wldsikowaitej jest mniejsza niz preznosc ponad zwierciadlem cieczy ztewnatrz rurki.To obnizenie cisnienia pary nad plynem w rurce osiaga wartosc, która mozna zau¬ wazyc tylko wtedy, g|dy rurka wloskowata jest nadzwyczaj waska i im mniejsze jest swiatlo rurka), tern znaczniejsze jest obnize¬ nie cisnienia pary.Ilosc wody,, jaka cialo porowate pochla¬ nia w danej temperaturze i przy danem ci¬ snieniu1 czastkowem, zalezy od wymiaru por wloskowatych, jak róWriiez od o- gólnej pojemnosci por. Zapomoca wy¬ znaczenia ilosci danego ciala, np. wo¬ dy, jaka sa w stanie pochlonac roz¬ maite ciala porowate w jednakowych warunkach temperatury i jednakowem ci¬ snieniu czastkowteim mozna porównac wy¬ miary i pojemnosc por dwóch cial chlon¬ nych. Tak, np. 1 ,g zelu kwasu krzemowego posiada calkowita1 pojemnosc por powyzej 0,41 cm3; inaczej mówiaic, gdy pory zelu kwasu krzemowego sa calkowicie wypelnio¬ ne woda,; przyrost ciezaru, zelu wynosi oko¬ lo 41%. Na wystarczajaca wartosc procen¬ towa calkowitej pojemnosci zewnetrznej zelu krzemowego skladaja sie pory o wy¬ miarach takich, iz zel w 30° C pochlania pare wodna w takiej ilosci, iz zawieraJej 21% ciezaru wlasnego, £dy sie znajdulj/e w rówmowadze z para wodna o cisnieniu czastkowem okolo 22 mm slupka rteci.Ziemia okrzemkowa i wegiel kostny w wa¬ runkach podobnych praktycznie nie pochla¬ niaja wody zupelnie. Wegiel drzewny wy- sokoaktywowany, jak np. wegiel z drzewa -kokosowego, pochlania wiecej wody, niz po- jnieniony„ zel kwasu krzemowego. Stad wynika, ze ziemia okrzemkowa i weigiel kostny praktycznie nie posiadaja por rów¬ nie drobnych, jak wiekszosc por zelu kwa¬ su krzjemowego; z drugiej strony wysoko- aktywowany wegiel z drzewa kokosowego zawiera wiecej por malych, niz zel kwasu krzemowego. Zgodnie/z wynalazkiem ni¬ niejszym wykryto, ze ciala chlonne, pochla¬ niajace wody mniej niz 10% ciezaru wla¬ snego, znajdujac sie w równowadze z para wodna w temperaturze 30° pod cisnieniem czastkowem ponizej 22 mm slupka rte¬ ci, posiadaja pory zbyt wielkie, aby nada¬ waly sie do zuzytkowania prziemyslowego w celu odchlaniania (adsorbowania) cial rozpuszczonych z roztworów niewodnych.Wynalazek niniejszy obejmujje przeto takie tylko materjaly, jakie posiadaja wystar¬ czajaca ilosc por o tyle drobnych, aby by¬ ly w stanie pochlaniac pare wodna w takijm stopniu, aby jej zawieraly nie mniej od 10% wlasnego ciezaru, bedafc w równowadze z para wodna o temperaturze 30° C ipod ci¬ snieniem czastkowem okolo 22 mfri slup¬ ka rteci.W celu przeprowadzenia niniejszego sposobu najpraktyczniejisteym okazal sie zel kwasu krzemowego o budowie podobnej do zelu, sporzadzanego metoda opatento¬ wana w Stanach Zjednoczonych Ameryki pod Nr 1297724. Zel ten posiada budowe tak porowata, iz , znajdujac sie w równo¬ wadze z para wodna o 30° C pod cisnieniem czastkowem okolo 22 mm slupka rteci, zawiera w swych porach ilosc wody, odpo¬ wiadajaca okolo 20% wlasnego swego cie¬ zaru.W wypadkach, w których stosowanie ze¬ lu kwasu krzemowego z jakichkolwiek wtegledów byloby niepraktyczne, mozna stoisowac inne zele lub materjaly chlonne, pod tym jednak warunkiem,, aby posiadaly — 2 —dostateczna ilosc drobnych rpor,_odpowiada¬ jacych wymaganiom okreslonym powyzej.W celu korzystnego przeprowadzenia procesu bez bezcelowych prób, rzecza jest pozyteczna wiedziec, jakie z cial rozpu¬ szczonych mozna z roztworów pochlonac zapomcea ciala o porach, nie przekraczaja¬ cych rozmiarami wymiarów okreslonych powyzej. W tym celu nalezy znac wartosc napiecia powierzchniowego pomiedzy scian¬ kami materjalu porowatego i kazdego ze skladników roztworu. Zostaje odchloniety ten ze skladników roztworu, jaki wykazuje najmniejsze napiecie powierzchniowe wzgledem scianek tworzywa porowatego, innemi slowy^—skladnik, zwilzajacy latwiej scianki materjalu porowatego. Tak n kwasu krzemowego nie odchlania kwasu octowego z roztworu wodnego, aczkolwiek odchlania go w silnym stopniu z roztworu benzolowego. Róznica ta tlómaczy sie tern, ze wzgledem zelu kwasu krzemowego woda wykazuje napiecie powierzchniowe mniej¬ sze, niz kwas octowy. Innemi slowy, woda zwilza zel krzemowy latwiej niz czyni to kwas octowy; wobec tego z roztworu wodne¬ go kwasu octowego pochlaniana jest woda, posiadajaca nizsze napiecie powierzchniowe wzgledem zelu. W wypadku natomiast roz¬ tworu kwasu octowego w benzolu pochla¬ niany jest kwas octowy, posiadajacy napie¬ cie powierzchniowe wzgledem zelu kwasu krzemowego mniejsze, niz benzol.Tak wiec tworzywo odchlaniajace chlo¬ nie substancje rozpuszczalna, która posiada najnizsze napiecie powierzchniowe wzgle¬ dem pomienionego tworzywa, t. j. materjal najlatwiej je zwilzajacy. Zel krzemowy o ptorach wymiarów wskazanych1 oraz inne pochlaniacze, pochlaniajace porami swemi wode w stopniu takim, iz zawieraja jej nie mniej 10% poczatkowego swego ciezaru, skoro sie znajduja w równowadze z para wodna o 30° C pod cisnieniem czastko- wjem okolo 22 mm slupka rteci, nie pochla¬ niaja substancyj rozpuszczonych w roztwo¬ rze wodnym, poniewaz wzglledem zelu krze¬ mowego woda posiada napiecie powierzch¬ niowe nizsze anizeli rozpuszczona substan¬ cja.W opisie powyzszym termin ,,odchlania- nie" (adsorbaja) w zastosowaniu do roztwo¬ rów uzyty zostal w zwyklem swem znacze¬ niu. Rzecz oczywista, ze odichlaniacz, uzy¬ skawszy stan równowagi w rozitworze, po¬ siada zarówno w swych porach cialo roz¬ puszczone jak i rozpuszczalnik. Tak wiec przy zetknieciu /sie, napirzyklad, zelu krze¬ mowego z roztworem kwasu octowego w benzolu zel zanim ustali sie równowaga, pochlania, jak to stwierdzilo doswiadcze¬ nie, zarówno benzol jak i kwas octowy. Po oddzieleniu jednak odchlaniacza od roz¬ tworu pozostaly roztwór staje sie mniej stezonym pod wzgledem kwasu octowego anizeli roztwór przed obróbka, a substancja odchloniona w porach odchlaniacza staje sie bogatsza w ten kwas (bardziej stezona).Mówi sie przeto, iz kwas octowy odchlania sie z benzolu. Podobniez odchlania sie on z wszelkich innych rozpuszczalników orga¬ nicznych, w których sie roz]pulszcza.Jezeli jednak obrobic w sposób podob¬ ny roztwór wodny kwasu octowego, to mie^ szanina w porach zelu okaze sie mniej ste¬ zona, a roztwór pozostaly po uJsunieciu two¬ rzywa odchilaniajacego — bardziej stezo¬ ny w stosunku do kwasu octowego, ani¬ zeli roztwór przed obróbka. Mówi sie prze¬ to, ze kwasu octowego zel nie odchlania z roztworu wodnego.W ten wiec sposób obróbka nie oslabia, lecz przeciwnie wzmacnia stezenie roztwo¬ ru. Nazywa sie to odchlaniariiem (adsorb- cja) ujemnem.Po ustaleniu regul postepowania w celu okreslenia, jaki ze skladników roztworu u- lega pochlanianiui, nalezy jeszcze wyzna¬ czyc wartosc efektu odchlaniania, Wiado¬ mo, ze przy odchlanianiu gazów lub par za^ — 3 —pomoca tworzywa porowatego osiaga sie najsilniejszy efekt chlonny w wypadku ga¬ zów i par, posiadajacych najwyzszy punkt wrzenia. Podobnie rzecz sie ma iw roztwo- rach: wydzielenie skladnika z roztworu jest tein latwiejsze, im slabsza jest rozpuszczal¬ nosc danego ciala w rozpuszczalniku. Za miare rozpuszczalnosci moze sluzyc tem¬ peratura krytyczna. Wynalazca stwierdzil, ze najwyzszy stopien odchlaniania osiaga sie w roztworze, posiadajacym najwyzsza temperature krytyczna rozpuszczalnosci.Tak np. kwas maslowy z roztworu gazoli- ny (eteru naftowego) odchlaniany jest bar¬ dzo energicznie, energiczniej niz z roztworu toluolu, gdyz temperatura krytyczna roz¬ tworu pierwszego jest wyzsza niz drugiego.Ponadto stwierdzono, ze na stopien po¬ chlaniania wplywa tez róznica gestosci mie¬ dzy skladnikami roztworu. Im róznica ge¬ stosci jjest mniejsza, tern znaczniejsze jest odchlanianie jednego ze skladników z roz¬ tworu.Substancje pochlonieta tworzywem od- chlaniajacem mozna odzyskac w sposób do¬ wolny, np. zapomoca ogjrzewania, przepu¬ szczania przezen powietrza, poddanie go ci¬ snieniu nizszemu od1 atmosferycznego. Za¬ biegom drugiemu i trzeciemu moze ewentu¬ alnie towarzyszyc nagrzewanie. PL