ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ И ПРОДУКТОВ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ. - презентация

1 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ И ПРОДУКТОВ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ

2 Химические методы, основанные на разной реакционной способности соединений или групп соединений Физические методы, основанные на особенностях физических свойств (плотностей, смачиваемости, температурах кипения, летучести и т.д.) Комбинированные методы

3 Физические и физико-химические (комбинированные) методы исследования Хроматография – это процесс разделения смесей веществ, основанный на их различной сорбционной способности. Сорбцией называется концентрирование вещества в одной из смежных фаз.

4 В зависимости от характера неподвижной фазы хроматография подразделяется на следующие виды: 1) адсорбционную хроматографию: неподвижная фаза – твердое пористое вещество; подвижная – газ или жидкость; 2) распределительную хроматографию: неподвижная фаза – жидкость, которая находится на поверхности твердого носителя; подвижная фаза – жидкость, газ или пар.

5 Всего имеется 4 вида хроматографии: 1. Неподвижная фаза – твердое тело (адсорбционная хроматография) 1. Подвижная фаза – жидкость. Жидкостно-адсорбционная хроматография. Пример: разделение нефтяных фракций на ароматическую и нафтено-парафиновую части на силикагеле. 2. Подвижная фаза – газ. Газо- адсорбционная хроматография. Пример: разделение газообразных углеводородов на твердых адсорбентах (гиперсорбция), а также разделение газов на молекулярных ситах. 2. Неподвижная фаза – жидкость на твердом носителе (распределительная хроматография) 1. Подвижная фаза – жидкость. Жидкостно-распределительная хроматография. Пример: хроматография на бумаге, хроматография в тонком слое адсорбента. Неподвижной жидкой фазой служит пленка воды на поверхности бумаги или оксида алюминия. 2. Подвижная фаза – газ (пар). Газо- жидкостная хроматография.

6 Рентгено-структурный анализ (РСА) применяют для изучения кристаллических тел, в том числе и графита. Методом РСА можно определить: – строение элементарных структурных единиц (ЭСЕ); – среднестатистические числовые значения размеров ядерной части ЭСЕ.

7 Сущность РСА при воздействии на ТГИ монохроматическим пучком лучей возникают дифрагированные лучи, интенсивность которых измеряют счетчиком. Интенсивность полосы 100 может служить мерой величины углеродных ароматических сеток, а полосы 002 – их пространственной ориентацией.

8 Масс-спектрометрия применяется для изучения индивидуальных соединений (тяжелой части) ГИ. Под действием пучка электронов в вакууме происходит отрыв валентных электронов и образование молекулярного иона. Для этой цели применяют электроны с энергией выше порога ионизации (10–12 эВ). Молекулярный ион распадается на нейтральные осколки и положительно заряженные ионы, которые ускоряются в магнитном поле. Положительно заряженный ион отклоняется пропорционально его массе, затем поток ионов, распределенный по массе, регистрируется на детекторе в виде масс-спектра.

9 Схема масс-спектрометра Баллон с образцом Вентиль Диафрагма (тонкое отверстие в фольге) Электронная ловушка Ток электронов К вакуум-насосу 10 –6 мм рт. ст. Поток ионов Щель коллектора Коллектор + Магнитное поле

10 Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) явление резонансного поглощения энергии переменного электромагнитного поля частицами, обладающими постоянным магнитным моментом.

11 Сигнал ЭПР: а – кривая поглощения; б – первая производна от кривой поглощения; в – вторая производная от кривой поглощения

12 УФ и ИК-спектроскопия основаны на взаимодействии веществ с электромагнитным излучением. рентгеновские лучи (λ = 0,01– 10) ультрафиолетовые (10 – 4000) видимый свет (4000 – 8000) инфракрасные лучи (0,8 – 300 мкм) микроволны (0,03 –100 см) волны радиодиапазона.

13 Инфракрасная спектроскопия

14 Значения волновых чисел валентных и деформационных колебаний связи С–С и С–Н в молекулах углеводородов

15 Групповым колебаниям скелета органических молекул соответствуют полосы поглощения в области 700–1500 см –1. Колебаниям углеродного скелета ароматических ядер соответствует полоса при 1600 см –1 Колебаниям углеродного скелета нафтеновых циклов – при 970 и 1030 см –1. Колебания полиметиленовых цепочек проявляются в области 720–790 см –1 Колебания изопропильной группы – при 1170 и 1145 см –1 Трет-бутильной – при 1255 и 1210 см –1 Монозамещенного бензольного кольца - при 700 см –1.

16 Ультрафиолетовая спектроскопия позволяет исследовать взаимодействие ультрафиолетового излучения с электронным облаком молекул. Так, олефины поглощают ультрафиолетовое излучение в области 170–180 нм, а диены и ароматические углеводороды в области еще более длинных волн (> 200 нм). Таким образом, диеновые и ароматические углеводороды дают характерные ультрафиолетовые спектры в пределах 200–400 нм.

17 Значения λ max для углеводородов с различным числом сопряженных двойных связей

18 Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) При воздействии на ядро слабым переменным магнитным полем определенной частоты и поляризации могут иметь место вынужденные его переходы между соседними энергетическими уровнями.

19 Значения ЯМР для различных ядер

20 Фрагмент спектрограммы метилового спирта

21 Фрагмент спектрограммы н-метилбензилхлорида