IR-spektroskopische Untersuchungen zur Ermittlung wahrer Spezieskonzentrationen in wäßrigen, chemisch reagierenden Systemen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Álvaro Pérez-Salado Kamps
• Fachliche Zuordnung: Technische Thermodynamik
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5084989

Wäßrige Lösungen, die Ammoniak und saure Gase wie Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff oder Schwefeldioxid enthalten, müssen in vielen Bereichen der chemischen Industrie aufgearbeitet werden. Dazu werden häufig thermische Trennverfahren wie Destillation und Absorption eingesetzt. Zur verfahrenstechnischen Auslegung werden Modelle zur Beschreibung der thermodynamischen Eigenschaften dieser komplexen, chemisch reagierenden Systeme benötigt. Neben Informationen über Phasengleichgewichte und kalorische Effekte werden - z.B. bei der Auslegung von Kurzzeitabsorptionen - häufig auch Informationen über die Kinetik des Stoffaustausches und der chemischen Reaktionen benötigt. Abweichungen des chemischen Potentials einer Komponente vom Zahlenwert im thermodynamischen Gleichgewicht sind die Triebkraft für Austauschvorgänge. Eine der Voraussetzungen für eine zuverlässige Berechnung dieser Triebkraft ist daher eine genaue Kenntnis der Zusammensetzung im Gleichgewichtszustand. Während diese im Falle inerter Gemische häufig mit ausreichender Präzision berechnet werden kann, ist dies für die simultane Löslichkeit von Ammoniak und sauren Gasen in wäßrigen Lösungen nicht der Fall, da einerseits die wahren Konzentrationen in der flüssigen Phase mit Hilfe herkömmlicher Meßverfahren nicht ermittelt werden, andererseits aufgrund der komplexen zwischenmolekularen Wechselwirkungen Unsicherheiten bei der Modellierung bestehen. Im Vorhaben sollen wahre Spezieskonzentrationen im chemisch reagierenden System Ammoniak-Kohlendioxid-Wasser mit Hilfe der IR-Spektroskopie vermessen werden. Auf Basis dieser Untersuchungen soll die vorhandene, lediglich auf Meßwerten zum Phasengleichgewicht beruhende Modellierung überarbeitet werden. Die verbesserte Wiedergabe der wahren Spezieskonzentrationen sollte eine Erweiterung des Modells auf die Einbeziehung kinetischer Effekte ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 736: Stoffeigenschaften komplexer fluider Gemische