Diffusion in flüssig-assoziierenden Systemen
Die Diffusion beschreibt die relative Bewegung von Teilchen in einer Mischung. Dieser Vorgang, ein wichtiger verfahrenstechnischer Transportprozeß, ist aufgrund seiner Geschwindigkeit oftmals der limitierende Schritt in vielen Stoffaustauschprozessen, wie z. B. der Extraktion. Daher ist eine genaue Beschreibung der Diffusion bei der Auslegung von Trennapparaturen sowie chemischer Reaktoren notwendig.
Besondere Schwierigkeiten bereitet die Beschreibung von Diffusionsvorgängen in flüssigen Mehrkompontensystemen, da hier die Diffusionsvorgänge der einzelnen Komponenten durch die Konzentrationsgradienten der anderen Komponenten beeinflußt werden (intermolekulare Wechselwirkungen). Zahlreiche Versuche wurden unternommen, Berechnungsmethoden zu entwickeln, die Diffusionskoeffizienten in Mehrstoffsystemen mit entsprechender Genauigkeit wiedergeben. Dieses ist jedoch nur bei idealen bzw. schwach nicht-idealen Systemen gelungen. In stark assoziierenden oder reaktiven Systemen können die Interaktionen der Moleküle nicht erfaßt werden.
Im Rahmen dieses Forschungsprojektes soll ein methodisches Werkzeug entwickelt werden, mit dessen Hilfe es möglich ist, Diffusionskoeffizienten in stark nicht-idealen Systemen vorauszuberechnen. Als Basis soll das Gruppenbeitragsmodell von Fei et al. dienen. Hierzu werden Messungen sowohl mit nicht-idealen ternären Alkohol-Systemen als auch mit reaktiven Systemen in einer Taylor-Dispersionseinheit durchgeführt. Die resultierenden Daten werden anschließend für die Berechnung der Gruppenbeiträge herangezogen. Zusätzlich soll das Modell um gE-Ansätze erweitert werden, damit die thermodynamischen Nicht-Idealitäten zusätzlich Berücksichtigung finden.