Ich habe folgendes Problem. Im Rahmen meiner Diplomarbeit entwickle ich ein Probenahmeverfahren für Benzol in Abgasen. Dazu leite ich Prüfgas mit 1000mg/m³ Benzol und Stickstoff als Trägergas über waschflaschen , welche mit Isopropanol als Lösemittel gefüllt sind. gefüllt sind. Jetzt möchte ich die Absorption von Benzol im Lösemittel berechnen, bzw. die Frage beantworten , wieviel Lösemittel ich brauche, damit mindestens 95% des benzols im Lösemittel absorbiert werden.
Ich wäre Euch für jeden noch so kleinen Tip, wie ich diese Aufgabe angehen kann sehr dankbar.
Das ist glaube ich keine ganz triviale Fragestellung da die Absorption von Gasen in Flüssigkeiten von einer Menge Parametern abhängt. Grundsätzlich ist die Löslichkeit von Benzol in 2-Propanol ja sehr groß (100%). Ob allerdings auch wirklich alles Benzol gebunden wird hängt von der Lösemittelmenge, der Temperatur (Gas und Lösemittel), der Gasgeschwindigkeit mit der das Gas durch die Waschflaschen blubbert und der Oberfläche - also der größe der Gasblasen ab… Am besten wird es daher sein, das in der (Labor)praxis zu testen. Dazu leitest du eine gewisse Menge benzolbeladenes Gas durch die Waschflaschen und bestimmst dann entweder die absorbierte oder die durchgeschlagene Menge. Dann erhöhst du die Benzoldosis bis du das Maximum gefunden hast. Ist zwar wesentlich aufwendiger als eine mathematische Berechnung aber alle Theorie ist grau. Nur der Versuch macht klug!
Gibt es denn kein bewährtes Verfahren in dem so eine Probenahme beschrieben ist? Ich kenn einige VDI-Richtlinien zur Gasprobenahme, habe aber von hier keinen Zugriff darauf. In jeder gut sortierten Unibibliothek sollte man da aber fündig werden.
Sorry das ich keine bessere Lösung anbieten kann.
Gruß
Sven
P.S.: Ich habe oben schon mal die Gastemperatur erwähnt. Wichtig ist, dass das Gas auf dem Weg von der Probenahmestelle zur Gaswaschflasche nicht zu weit abkühlt. Sonst kondensiert dir das Zeug nämlich in der Leitung aus und du findest - so du denn den Benzolgehalt analytisch bestimmen möchtest - zu geringe Messwerte!
Hallo, IPA ist in jedem Verhältnis mit Benzol mischbar. Über das Verhältnis der Dampfdrücke kannst Du ausrechnen, wieviel vom gelösten Benzol mit dem IPA in dem durchströmenden Gas hinterher wieder verschwindet. Nebenbei, wieso adsorbierst Du das Benzol nicht in z.B. Aktivkohle und konzentrierst es so auf? Du könntest es nachher bei höherer Temperatur wieder desorbieren.
schönen Gruß!
vielen Dank für Ihre Antwort und auch für den Gedanken mit der Adsorption. Ziel meiner Diplomarbeit ist es aber ein Probenahmeverfahren für Benzol mit einem nasschemischen Verfahren zu entwickeln. Bisher habe ich in unzähligen Versuchsreihen Experimentell nachgewiesen, das eine gekühlte Wadchflasche plus eine Waschflasche als Kondensatfalle für die Absorption des Benzols ausreicht. Diese Ergebnisse habe ich mit Hilfe GC/FID bzw. GC/MS Analysen bestätigt. Nun würde ich aber gerne das ganze theoretisch nachwiesen und schlage mich mit Dampfdrücken, Gleichgewichten, Henry-Gesetz und so weiter rum.
Ihr Vorschlag, den Austrag des Benzols mit Hilfe der Dampfdrücke zu berechnen erscheint mir eine heiße Spur zu sein. Ich wäre Ihnen deshalb sehr dankbar wenn Sie Ihre Idee etwas detaillierter erklären könnten.
Mir ist zum Beispiel nicht klar, ob mein Trägergas Stickstoff einen Einfluss auf das Benzol/IPA System hat. Welche Gesetze und Formeln brauche ich für die Berechnung.
Was halten sie von der Idee, dass Lösungsgleichgewicht zu berechnen und damit eine Aussage treffen zu können, ab welcher Benzol-Konzentration das Lösungsmittel gesättigt ist. Darf ich bis zu diesem Sättigungspunkt von einer 100% Benzol a
Absorption im IPA ausgehen. Ich würde mich freuen wenn sie mir noch einem weiterhelfen könnten, bedanke mich aber jetzt schon recht herzlich für Ihre Unterstützung. Ich habe zum ersten Mal diese Plattform verwendet und bin ganz begeistert über die Unterstützung die man bekommt.
herzlichen Dank für deine Antwort. Ich habe das ganze bereits experimentell in Zement gegossen und bin daran, dass ganze noch theoretisch zu hinterlegen. Dabei mühe ich mich mit Dampfdrücken, Gleichgewichten, Henry Gesetz und so weiter ab. Ich würde mich freuen wenn ich mich bei bestimmt auftretenden Fragen wieder an dich wenden dürfte. Vielen Dank noch mal und schon mal einen guten Rutsch ins neue Jahr!
P.S: Ich habe zum ersten Mal diese Plattform verwendet und bin ganz begeistert über die Unterstützung die man bekommt.
Die Frage ist sonicht zu beantworten. Da die Absorption von vielen Faktoren abhängt, z.B. dem Trägergasfluss, der Geometrie der Waschflasche(n) (Höhe, Durchmesser, Steigrohr oder Fritte (und deren Porengröße)?, etc.), der Temperatur des Lösemittels (vermutlich ist die Löslichkeit in der Kälte höher als bei höheren Temperaturen). In Tabellenwerken der Physikalischen Chemie lassen sich mit Sicherheit ideale Werte für die Löslichkeiten finden, die allerdings nur als Richtwerte dienen sollten. Die real erreichbaren Werte müssen in der konkreten Apparatur ermittelt werden.
Nachdem mein erster Text auf merkwürdige Weise im Nirwana verschwunden ist, hier ein zweiter Versuch. Zunächst bitte ich um Entschuldigung, dass ich feiertagsbedingt erst jetzt zu einer Antwort komme. Da mein Chemie-Ingenieur-Studium schon fast 43 Jahre her ist, kann ich nur eingeschränkt antworten. Zunächst einmal genügt als Angabe nicht allein die Massenkonzentration 1g/m³, ich benötige schon den Volumenstrom dV/dt; zudem muss die Löslichkeit von Benzol in Isopropanol bekannt sein. Ich habe diesbezüglich einen Kollegen zu Rate gezogen, der sich als promovierter Verfahrenstechniker besser in der Materie auskennt. Wir überlegten beide, wo Angaben zur Löslichkeit zu finden sein könnten und schlagen vor: d’Ans-Lay, Landold-Börnstein oder auch den VDI-Wärmeatlas, gegebenenfalls sollten Sie hier einmal auch bei Unternehmen der chemischen Industrie nachfragen, vielleicht dürfen Sie ja in deren Bibliotheken recherchieren. Einen ganz wichtigen Tipp soll ich Ihnen aber auf jeden Fall mit auf den Weg geben. Es muss die Gegenwart von Sauerstoff auf jeden Fall ausgeschlossen werden; das kann man durch „Strippen“ mit Sickstoff erreichen, d.h. 24 h muss hochreiner Stickstoff (5.0) durch das Isopropanol hindurchperlen. Ich denke, mit den beiden genannten Angaben kommen wir der Lösung des Problems schon etwas näher.