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分離係数(アルファ)

1910
Chemical engineer performing separation processes in a vintage laboratory.

(画像はイメージです)

The separation factor, α (alpha), quantifies the selectivity of an extraction system for two different solutes, A and B. It is defined as the ratio of their individual distribution ratios, [latex]\alpha_{A,B} = \frac{D_A}{D_B}[/latex]. For a separation to be effective, α しなければならない be significantly different from unity. A larger α value implies an easier and more efficient separation.

The separation factor is a dimensionless quantity that provides a direct measure of the theoretical possibility of separating two components using a specific liquid-liquid extraction system. While the 分配比率 (D)は単一の溶質がどれだけよく抽出されるかを示し、分離係数(α)は2つの溶質の抽出挙動を比較します。慣例として、αは通常、分配比が大きい方を分子として計算され、[latex]alpha ge 1[/latex]となるようにします。[latex]alpha = 1[/latex]の場合、2つの溶質は同じようによく抽出され、使用する抽出段階の数に関係なく、その特定の溶媒系では分離は不可能です。

α の大きさは、必要な分離プロセスの複雑さを決定します。α の値が非常に高い場合 (例えば、>100)、溶質は容易に分離でき、多くの場合、単一の抽出段階で分離できます。α の値が低い場合 (例えば、<2) は、溶質が溶媒に対して非常に類似した親和性を持っていることを示し、高純度を達成するには、多段向流抽出カスケードなどの、より複雑でエネルギー集約的なプロセスが必要になります。新しい LLE プロセスを開発する際の目標は、多くの場合、目的の成分の分離係数を最大化する溶媒または錯化剤 (「抽出剤」) を見つけることです。これには、溶媒の種類、pH、温度、添加剤の濃度などのパラメータを調整して、一方の成分の分配比を他方の成分よりも選択的に高めることが含まれます。

UNESCO Nomenclature: 3305
化学工学

タイプ

パフォーマンス指標

混乱

増分

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 分配比率の概念(d)
  • 分別蒸留の原理と相対揮発度の概念
  • クロマトグラフィー理論と保持係数
  • 選択的配位子の設計における配位化学の進歩

アプリケーション

  • 化学的に類似した物質の分離 希土類 要素
  • 医薬品業界における異性体の精製
  • 同位体の分別(原子力応用など)
  • 湿式冶金における選択的金属回収プロセスの設計
  • 複雑な混合物を分離するための分析方法の開発

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • computational screening of solvents to maximize α for specific solute pairs
  • development of ‘molecularly imprinted’ solvents with tailored cavities for ultra-high selectivity
  • dynamic LLE systems where α is modulated in real-time using external fields
  • using machine learning to predict α from molecular structures of solutes and solvents
  • design of bifunctional extractants that simultaneously bind two different metal ions to achieve complex separations
  • LLE systems for separating plastic micro-particles based on polymer type
  • high-selectivity extraction of valuable proteins from complex biological broths
  • development of chiral ionic liquids to achieve high α for enantiomer separation
  • 使用 nanoparticles as extractants with tunable surface chemistry to control α
  • separation of different isotopologues for applications in 医用画像 そして研究
関連キーワード:分離係数、選択性、液液抽出、分配比、向流抽出、湿式冶金、希土類元素、プロセス設計、化学工学、アルファ値。

歴史的背景

分離係数(アルファ)

1903-05-10
1910
1910
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1910
1920
1920
1903
1906
1910
1910
1910
1920
1920
1920

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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