å - TOBIAS-lib - Universität Tübingen

4.3 Material und Methoden
Mit allen Materialien in Tab. 2-5 wurden statische
Elutionsversuche mit der ASE zur Bestimmung
der Gleichgewichtskonzentration bei
verschiedenen Temperaturen durchgeführt.
Alle untersuchten Materialien hatten Korngrößen
kleiner 4 mm.
4.3.1 Durchführung der Elutionen bei
verschiedenen Temperaturen
Die Elutionsversuche mit der ASE wurden wie
in Kap. 2 beschrieben durchgeführt. Der Unterschied
war lediglich, dass die Elutionstemperatur
bei den einzelnen Elutionsschritten
sukzessiv zunahm. Es wurden 12 Elutionen an
derselben Probe durchgeführt, bei 8 verschiedenen
Temperaturen. Die Elutionszeit betrug
bei 10 Schritten 99 Minuten und bei
2 Schritten 30 Minuten. Wenn sich nach
30 Minuten und 99 Minuten bei gleicher
Temperatur dieselbe PAK-Konzentration im
Eluat einstellt, dann kann von Gleichgewichtsbedingungen
ausgegangen werden. Die Elutionsbedingungen
sind in Tab. 4-1 aufgelistet.
Tab. 4-1: Temperaturgramm für die Gleichgewichtselutionen
mit der ASE.
Elutionsschritt Temperatur
[°C]
Elutionszeit
[min]
1 25 30
2 25 99
3 25 99
4 40 99
5 47 99
6 53 99
7 53 30
8 64 99
9 75 99
10 87 99
11 100 99
12 100 99
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4.3.2 Bestimmung der Desorptionsenthalpie
(�HDes)
Die Bestimmung der Desorptionsenthalpie
��HDes) erfolgte mit einer Van´t-Hoff-Gleichung
(siehe Gl. [4-5]). Wenn im Eluat Gleichgewichtsbedingungen
erreicht werden, kann
der Kehrwert des Gleichgewichtsverteilungskoeffizienten
(Kd) für K in die Van´t-Hoff-
Gleichung eingesetzt werden:
�H
K
d
Des
1
~
C
� 1 �
d ln
�
�
�
�
� K d
� �R
�
� 1 �
d � �
� T �
w
[4-6]
Bei hohen Kd-Werten nimmt die Konzentration
im Feststoff (Cs) während den 12 Elutionsschritten
bei kleinen Wasser-/ Feststoff-Verhältnissen
nur geringfügig ab, d. h. die
Konzentration im Feststoff bleibt nahezu
konstant. Die Konzentration im Wasser ist
somit näherungsweise proportional zum Kehrwert
des Kd-Wertes.
[4-7]
Bei hohen Kd-Werten und kleinen Wasser-/
Feststoff-Verhältnissen lässt sich durch Einsetzen
von Gl. [4-7] in [4-6] der Kd-Wert ersetzen
und es ergibt sich somit folgende Van´t-
Hoff-Gleichung:
�H
Des
d lnC
w
� �R
� 1 �
d � �
� T �
[4-8]
Mittels Gl. [4-8] lässt sich �HDes relativ einfach
bestimmen. Der Vorteil dieser Gleichung
ist, dass die Gleichgewichtskonzentration im
Eluat wesentlich einfacher und genauer zu
bestimmen ist als der Kd -Wert, da er noch den
Fehler von der Bestimmung von Cs enthält.
�HDes lässt sich durch einen sogenannten
Van´t-Hoff-Plot nach Gl. [4-7] bestimmen.
Man trägt wie in Abb. 4-2 den natürlichen
Logarithmus der Gleichgewichtskonzen-