Offener vs. Geschlossener Aufschluss
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Der Vorteil der geschlossenen Vorgehensweise gegenüber dem offenen Säureaufschluss am Rückfluss oder mit der klassischen ‚Hot Plate‘ liegt in den deutlich höheren Arbeitstemperaturen. Während diese bei den offenen Systemen durch die Siedepunkte der Säurelösungen limitiert sind, können in geschlossenen Aufschlussgefäßen Temperaturen von typischerweise 200- 260°C erreicht werden. Dabei sind Temperatur und Druck die maßgeblichen Parameter, die zu einer Beschleunigung der Reaktionsgeschwindigkeit führt. Die Arrhenius Gleichung beschreibt die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeitskonstante von der Temperatur. Als Daumenregel kann man annehmen, dass eine Erhöhung der Temperatur um 10°C zu einer Verdopplung der Reaktionsgeschwindigkeit führt.
k Reaktionsgeschwindigkeitskonstante
A Frequenzfaktor
E_A Aktivierungsenergie in J/mol
R universelle Gaskonstante
T absolute Temperatur in K
Bei der Arbeit an einem geschlossenen Gefäß führt der eingeschlossene Dampf zu einer Erhöhung des Drucks. Die Beziehung von Temperatur zu Druck wird über die Clausius-Clayperon Gleichung beschrieben. Eine Erhöhung des Drucks geht mit der Erhöhung der Temperatur einher, was wiederum zu einer beschleunigten Reaktionskinetik führt. Aufgrund dieser Effekte kann generell in geschlossenen Systemen eine Beschleunigung der Reaktion und eine Reduktion der Aufschlusszeit erzielt werden.
- Geschlossene Systeme bieten gegenüber offenen Aufschlusssystemen folgende Vorteile: Höhere Arbeitstemperaturen möglich
- Reduktion der Aufschlusszeit durch beschleunigte Reaktionskinetik
- Reduktion der Kontaminationsrisikos
- Geringerer Säurebedarf