【毎日一題】化学工学原理251：理論板（12月2日）
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この投稿は、2015年12月24日13時47分に「再回康橋」によって最終的に編集されました。化学工学の理論に関するコーナーでは、今から「毎日一問」という企画を開始します。これにより、皆さんが化学工学の基礎知識をしっかりと定着させることができます。今後は、「化学工学の原理シリーズ」「物質移動・分離シリーズ」「化学工学の熱力学シリーズ」「化学工学のプロセスシリーズ」なども順次紹介されます。ぜひ積極的にご参加ください！「毎日一問」の回答はその場で確認でき、1日後にはそのトピックは閉じられます！参加するだけで3の財富報酬がもらえ、正解するとさらに3の財富が追加されます～ 簡単な質問：理論板とは何ですか？ 理論板：この板から出る気相および液相の組成が平衡関係を満たす板；
その上で、気相と液相が十分に混合されており、かつ熱伝達や物質移動の抵抗もすべて0である、理想的な塔板モデル#
理論的には、気液両相の接触が良好であり、かつ十分な時間が経過すれば、n番目の板を出た気液両相は平衡状態に達する可能性がある。その平衡温度はTnであり、気相の組成Ynと液相の組成Xnは平衡関係にある。気液両相を平衡状態にするこのような塔板を、1枚の理論板と呼ぶ。
この塔板により、上の板に上昇した蒸気と下の板に降下した液体が熱および質量の移動を通じて気液平衡に達する。このような塔板を理論塔板と呼ぶ。
理論塔板数n＝柱長L／理論塔板高さH。塔板理論：マーティンとシンジが最初に塔板理論を提唱し、クロマトグラフィー用カラムを蒸留塔に例え、連続したカラムを多数の小さな区間から構成されているものと考えた。各小さな区間内では、一部の空間が固定相で占められ、もう一部の空間は流動相で満たされている。成分は流動相に乗ってカラム内に入ると、二つの相の間で分配される。そして、各小さな区間内で成分が速やかに二つの相間で分配平衡に達すると仮定する。このような小さな区間を理論塔板（theoretical plate）と呼び、1つの理論塔板の長さを理論塔板高さ（theoretical plate height）Hという。何度も分配平衡が繰り返されることで、分配係数が小さい成分が先に蒸留塔から出てきて、分配係数が大きい成分が後から出てくる。クロマトグラフィー用カラム内の塔板数は非常に多いため、成分の分配係数にわずかな違いがあっても、良好な分離効果が得られる。
答：理論的には、気液両相の接触が良好であり、かつ十分な時間が経過すれば、n番目の板を出た気液両相は平衡状態に達する可能性がある。その平衡温度はTnであり、気相の組成Ynと液相の組成Xnは平衡関係にある。気液両相を平衡状態にするこのような塔板を、1枚の理論板と呼ぶ。
答：理論板とは、その上で気相と液相が十分に混合し、かつ熱移動および物質移動の抵抗が共に0となる理想的な塔板のことです。
理論的には、気液両相の接触が良好であり、かつ十分な時間が経過すれば、n番目の板を出た時点で気液両相は平衡状態に達する可能性がある。その平衡温度をTnとし、気相の組成Ynと液相の組成Xnは平衡関係にある。このように気液両相を平衡状態に導く塔板を、1理論板と呼ぶ。
上の板に上昇する蒸気と下の板に降下する液体が、熱と質量の移動によって気液平衡に達するようにするこの塔板を、理論塔板と呼ぶ。
理論上必要な分離板の数で、各板の効率は100％です。