相内传质速率

A. 如何提高板式塔的传质速率和塔板速率

板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成。广泛应用于精馏和吸收，有些类型（如筛板塔）也用于萃取，还可作为反应器用于气液相反应过程。操作时（以气液系统为例），液体在重力作用下，自上而下依次流过各层塔板，至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。

B. 液相总传质系数公式有什么物理意义

根据双膜理论，对于气液相传质体系，采用两相主体的浓度的某种差值表示总推动力而写出传质速率方程，其中的系数即为总传质系数。它的倒数为总阻力，为气膜和液膜传质阻力之和。

度量相际传质过程快慢的重要参数，用单位时间内在单位总传质推动力作用下，经过单位传质面积传递的物质量来表示。依据推动力的表示方法不同，有多种相应的传质总系数。在气液相际传质中，常用的有以气相分压为推动力的传质总系数KG，以及以液相分子浓度为推动力的传质总系数KL

C. 填料塔传质速率的高低与什么有关

就我理解的，跟压力，温度，填料的空隙率，传质的介质这些有关。。。

D. 等摩尔相互扩散和单向扩散这两种扩散的传质速率的区别在于

将适量抗体与琼脂混匀，浇注成板，凝固后，在板上打孔，孔中加入抗原，抗原就会向孔的四周扩散，边扩散边与琼脂中的抗体结合。一定时间后，在两者比例适当处形成白色沉淀环。沉淀环的直径与抗原的浓度成正比。如事先用不同浓度的标准抗原制成标准曲线，则从曲线中可求出标本中抗原的含量。本试验主要用于检测标本中各种免疫球蛋白和血清中各种补体成分的含量，敏感性很高。

E. 一组分通过另一停滞组分的扩散中，其传质速率要大于等分子反向扩散，其原因是前者存在整体流动。（ ）

假设有A、B两种来气体，发自生等分子反向扩散时，A沿x方向的扩散通量等于B沿-x方向的扩散通量，因为A、B均匀混合的体系中，总浓度C恒定。现在，若A通过B（停滞组分）向右进行扩散，并且只有A能通过右侧的选择性透过膜，那么，由于A能不断通过右侧的膜，左侧的混合气体就会向右补给A分子所遗留的空缺，也就是发生了总体流动。其中A的传质通量＝A的扩散通量＋总体流动中A占的份额，B的传质通量＝B的扩散通量＋总体流动中B占的份额。由于B是停滞组分，所以B的传质通量＝0（因为B的扩散通量与其整体流动方向相反，抵消）。最后，积分可得，A的传质通量相比于等分子反向扩散来说，多了一项漂流因数Pbm（＞1），这正是总体流动对传质速率的影响！
所以，是对的！

F. 什么是高效液相色谱的速率理论

速率理论（又称随机模型理论）
1．液相色谱速率方程
1956年荷兰学者Van Deemter等人吸收了塔板理论的概念，并把影响塔板高度的动力学因素结合起来，提出了色谱过程的动力学理论--速率理论。它把色谱过程看作一个动态非平衡过程，研究过程中的动力学因素对峰展宽（即柱效）的影响。
后来Giddings和Snyder等人在Van Deemter方程（后称气相色谱速率方程）的基础上，根据液体与气体的性质差异，提出了液相色谱速率方程（即Giddings方程）.
2．影响柱效的因素
1）涡流扩散（eddy diffusion）。由于色谱柱内填充剂的几何结构不同，分子在色谱柱中的流速不同而引起的峰展宽。涡流扩散项A＝2λdp，dp为填料直径，λ为填充不规则因子，填充越不均匀λ越大。HPLC常用填料粒度一般为3~10μm，最好3~5μm，粒度分布RSD≤5%。但粒度太小难于填充均匀（λ大），且会使柱压过高。大而均匀（球形或近球形）的颗粒容易填充规则均匀，λ越小。总的说来，应采用细而均匀的载体，这样有助于提高柱效。毛细管无填料，A＝0。
2）分子扩散（molecular diffusion）。又称纵向扩散。由于进样后溶质分子在柱内存在浓度梯度，导致轴向扩散而引起的峰展宽。分子扩散项B/u＝2γDm/u。u为流动相线速度，分子在柱内的滞留时间越长（u小），展宽越严重。在低流速时，它对峰形的影响较大。Dm为分子在流动相中的扩散系数，由于液相的Dm很小，通常仅为气相的10-4~10-5，因此在HPLC中，只要流速不太低的话，这一项可以忽略不计。γ是考虑到填料的存在使溶质分子不能自由地轴向扩散，而引入的柱参数，用以对Dm进行校正。γ一般在0.6~0.7左右，毛细管柱的γ＝1。
3）传质阻抗（mass transfer resistance）。由于溶质分子在流动相、静态流动相和固定相中的传质过程而导致的峰展宽。溶质分子在流动相和固定相中的扩散、分配、转移的过程并不是瞬间达到平衡，实际传质速度是有限的，这一时间上的滞后使色谱柱总是在非平衡状态下工作，从而产生峰展宽。液相色谱的传质阻抗项Cu又分为三项。
①流动相传质阻抗Hm＝Cmd2pu/Dm，Cm为常数。这是由于在一个流路中流路中心和边缘的流速不等所致。靠近填充颗粒的流动相流速较慢，而中心较快，处于中心的分子还未来得及与固定相达到分配平衡就随流动相前移，因而产生峰展宽。
②静态流动相传质阻抗Hsm＝Csmd2pu/Dm，Csm为常数。这是由于溶质分子进入处于固定相孔穴内的静止流动相中，晚回到流路中而引起峰展宽。Hsm对峰展宽的影响在整个传质过程中起着主要作用。固定相的颗粒越小，微孔孔径越大，传质阻力就越小，传质速率越高。所以改进固定相结构，减小静态流动相传质阻力，是提高液相色谱柱效的关键。
Hm和Hsm都与固定相的粒径平方d2p 成正比，与扩散系数Dm成反比。因此应采用低粒度固定相和低粘度流动相。高柱温可以增大Dm，但用有机溶剂作流动相时，易产生气泡，因此一般采用室温。
③固定相传质阻抗Hs＝Csd2fu/Ds（液液分配色谱），Cs为常数，df为固定液的液膜厚度，Ds为分子在固定液中的扩散系数。在分配色谱中Hs与df的平方成正比，在吸附色谱中Hs与吸附和解吸速度成反比。因此只有在厚涂层固定液、深孔离子交换树脂或解吸速度慢的吸附色谱中，Hs才有明显影响。采用单分子层的化学键合固定相时Hs可以忽略。
从速率方程式可以看出，要获得高效能的色谱分析，一般可采用以下措施：①进样时间要短。②填料粒度要小。③改善传质过程。过高的吸附作用力可导致严重的峰展宽和拖尾，甚至不可逆吸附。④适当的流速。以H对u作图，则有一最佳线速度uopt，在此线速度时，H最小。一般在液相色谱中，uopt很小（大约0.03~0.1mm/s），在这样的线速度下分析样品需要很长时间，一般来说都选在1mm/s的条件下操作。⑤较小的检测器死体积。
3．柱外效应
速率理论研究的是柱内峰展宽因素，实际在柱外还存在引起峰展宽的因素，即柱外效应（色谱峰在柱外死空间里的扩展效应）。色谱峰展宽的总方差等于各方差之和，即：
σ2＝σ2柱内＋σ2柱外＋σ2其它柱外效应主要由低劣的进样技术、从进样点到检测池之间除柱子本身以外的所有死体积所引起。为了减少柱外效应，首先应尽可能减少柱外死体积，如使用"零死体积接头"连接各部件，管道对接宜呈流线形，检测器的内腔体积应尽可能小。研究表明柱外死体积之和应＜VR/。其次，希望将样品直接进在柱头的中心部位，但是由于进样阀与柱间有接头，柱外效应总是存在的。此外，要求进样体积≤VR/2。
柱外效应的直观标志是容量因子k小的组分（如k＜2）峰形拖尾和峰宽增加得更为明显；k大的组分影响不显著。由于HPLC的特殊条件，当柱子本身效率越高（N越大），柱尺寸越小时，柱外效应越显得突出。而在经典LC中则影响相对较小。

G. 为什么要引入体积传质系数kxa，它的物理意义是什么

你好，复 以传质速率G与传制质面积F和传质推动力△均成正比为依据。

传质面积是相际接触面积。推动力可采用各种不同浓度差或压力差的平均值。即G=KF△均。式中的K就是传质系数。

由于传质速率和传质推动力可采用各种不同单位，传质系数必须采用相应的单位，使等式两边的单位互相一致。例如K的单位为千摩/米2·小时·（千牛/米2）或千摩/米3·小时·（千牛/米2），等等。由于相际接触面积不能直接求出，往往用体积传质系数Ka，单位为公斤分子/小时·米3·大气压，等等。

传质系数并能反映这一具体传质过程的强化程度（在单位面积、单位浓度或压力差时，单位时间内物质从一相传递入另一相内的数量）。

用相似论或因次分析，根据实验数据整理得出。
希望能帮到你。

H. 为什么流体层流流动时,其传质速率较静止时

为什么流体层流流动时,其传质速率较静止时 增大 ？
层流流体传质总量等于物质随流体运动的输运量与分子扩散量之和，因此流体层流流动时,其传质速率较静止时增大，但这个增大是有方向性的，只是在流速方向上增大。

I. 影响总传质系数的因素有哪些

因素：吸复收剂用量、吸收剂的平制均浓度差、操作压力和温度。

传质系数包含了传质过程速率计算中的众多复杂的、不易确定的影响因素，其数值的大小主要取决于物系的性质（如流体的物性、浓度分布及流体速率）、操作条件（传质的两相并流、逆流等）和设备的性能（填料特性）三个方面。

传质系数可以通过实验测定、典型系统经验公式或传质系数的准数关联式计算得到。

(9)相内传质速率扩展阅读：

根据双膜理论，对于气液相传质体系，采用两相主体的浓度的某种差值表示总推动力而写出传质速率方程，其中的系数即为总传质系数。

它的倒数为总阻力，为气膜和液膜传质阻力之和。以气相主体浓度和与液相主体浓度成平衡的气相浓度的差值为总传质推动力的吸收速率方程式，其系数为气相总传质系数。