Anwendung der chromatographischen Methode zur Trennung von Gasen und zur Bestimmung von Adsorptionsenergien

Abstract

Der Durchbruch gasförmiger Substanzen (CO2, C2H2) durch eine chromatographische Säule (beschickt mit Kieselgel oder Adsorptionskohle) in Wasserstoff als Trägergas wird in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Wasserstoffs, der eingebrachten Menge Substanz und der Temperatur untersucht. Als Indikatormethode wird die Messung der Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe eines im Gasstrom hinter der Adsorptionssäule angebrachten Meßdrahtes verwendet. Trenneffekte werden an folgenden Substanzpaaren aufgezeigt: CO2/C2H2, C2H2/CH2CHCl und C2H4/C2H2. Aus den Zeiten t1 und t2, die bei den jeweiligen Substanzpaaren der Durchbruch verzögert wird (gegenüber dem Durchsatz bei fehlender Adsorption), läßt sich eine Energiegröße Δλ gemäß der Gleichung errechnen, deren Temperaturunabhängigkeit experimentell erwiesen wird und die als Differenz der mittleren Adsorptionsenergien gedeutet werden kann. Auch durch das Abmessen von Strecken (s1 und s2), die in gleichen Zeiten in der chromatographischen Säule zurückgelegt werden, lassen sich entsprechende Δλ‐Werte bestimmen. Bei Chromatogrammen in Flüssigkeiten lassen sich bei Verwendung der gleichen Substanz in verschiedenen Lösungsmitteln zusätzlich noch die Unterschiede der Adsorptionsenergien der Lösungsmittel nach der Gleichung berechnen. Für die angeführten Substanzpaare wurden der Reihe nach folgende Δλ‐Werte gemessen: 0,39, 0,65 und 0,67 kcal mit einer Genauigkeit von 0,02 kcal/Mol.