книги / Расчеты по физической химии (адсорбция, кинетика, электрохимия)
..pdfгде ат— емкость монослоя, т. е. количество адсорбата, покрывающего поверхность адсорбента плотным монослоем;
р — давление |
газа в равновесном |
состоянии. |
|
||||
Уравнение (11.11) относится к так называемым гипер |
|||||||
болическим |
уравнениям |
и |
может |
быть |
представлено |
||
в виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
Ко |
, |
Л |
Р |
(Н.12) |
|
|
' |
о |
• |
• |
|||
|
|
1'т |
|
ит |
|
|
|
Уравнение (11.11) описывает механизм мономолекуляр кой адсорбции. Согласно принятым допущениям, урав нение Ленгмюра является уравнением локализованной адсорбции на однородной поверхности в отсутствие сил притяжения между молекулами адсорбата.
Адсорбция паров описывается полимолекулярной адсорбцией. Согласно уравнению, предложенному Брунауэром, Эмметтом и Теллером, так называемому уравнению БЭТ, адсорбция пара определяется уравнением
а |
(11.13) |
Оа-Ь
где С— константа, равная §е ат
При малых значениях — и |
С > 1 |
уравнение |
(11.13) |
|||||||
|
|
|
|
Р$ |
|
|
хорошо |
выполня |
||
переходит в (11.12). Уравнение (11.13) |
||||||||||
ется |
при больших |
истинных |
теплотах |
адсорбции. |
|
|||||
В области значений |
— > |
0,35 уравнение БЭТ |
обычно |
|||||||
не |
|
|
|
^5 |
|
|
что |
образующиеся |
||
оправдывается. Предполагают, |
||||||||||
пленки |
адсорбата |
не являются |
жидкими в полном |
смысле |
||||||
слова, |
а состоят |
только |
из |
нескольких |
слоев |
молекул, |
||||
чем и объясняют область |
неприменимости |
уравнения БЭТ. |
||||||||
Если суммировать число |
слоев молекул не до |
беско |
||||||||
нечности (как это делается в уравнении БЭТ), а до
некоторого конечного числа |
п, |
то полученное уравнение |
|||
изотермы полимолекулярной |
адсорбции |
значительно рас |
|||
ширяет |
пределы его |
применимости. |
|
||
Для |
определения |
констант |
уравнение (II.13) приводят |
||
к линейной форме |
|
|
|
р |
|
|
р |
1 |
|
С — 1 |
|
\ Р >: |
11Ы4) |
Решая уравнения (11.14) графически, легко опреде лить ат и С.
В настоящее время одним из наиболее точных мето дов измерения поверхности адсорбента является метод БЭТ. Сущность этого метода состоит в следующем.
Для определения поверхности адсорбента необходимо знать величину ат и <о — площадь, занимаемую одной молекулой адсорбата. Полагая, что молекулы адсорбата плотно упаковываются в мономолекулярном слое на по верхности адсорбента, можно записать площадь шт , за нятую одной молекулой,
|
I |
*/. . |
(11.15) |
“т " |
СМ, |
||
1,091 (л^р) |
|
|
|
или |
|
(тГ |
|
М = 1,530 • 10“ 16 |
(11.16) |
||
т |
9 |
ЫА- - число |
|
где М — молекулярная масса |
адсорбата; |
||
Авогадро; р — плотность адсорбируемого вещества в жидком состоянии.
Определение ат сводится к определению точки пере гиба. изотермы полимолекулярной адсорбции, поскольку
эта точка |
определяет мономолекулярное заполнение по |
|
верхности |
адсорбента. |
|
Зная шт и ат, можно определить эффективную |
вели |
|
чину поверхности Ат (мЧг) .по формуле |
|
|
|
Ат = 2«6871015ат°>«. |
(11.17) |
Пр и м е р ы
1.В результате изучения адсорбции азота на активи рованном угле при —78,5° С были получены следующие экспериментальные данные:
р, мм рт. ст. |
14 |
46 |
135 |
253 |
518 |
|
|
а, смЧг |
|
5,06 |
14,27 |
23,61 |
32,56 |
40,83 |
|
Рассчитать |
постоянные изотермы Ленгмюра. |
|
|
||||
Решение. Воспользуемся уравнением |
(11.12), |
из |
кото |
||||
рого следует, |
что — является |
угловым |
коэффициентом |
||||
|
|
ат |
|
|
|
|
|
прямой, а —-гг — отрезок, |
отсекаемый |
прямой |
на |
оси |
|||
“лг* |
|
|
|
|
, |
|
|
ординат.
Определим постоянные изотермы графическим спосо
бом. Для построения графика рассчитываем значение
|
р, мм рт. ст. |
14 |
46 |
135 |
253 |
|
518 |
|||
|
Р |
|
|
|
2,77 |
3,15 |
5,72 |
7,77 |
|
12,69 |
|
а |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По |
рассчитанным |
|
|
|
|
|
|||
данным |
строим график |
г |
|
|
|
|
||||
в |
координатах |
— р |
гд |
|
|
|
|
|||
(рис. |
3) |
и |
определяем |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
постоянные — и «.тК: |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
» т « _ 2,2оп._ |
|
|
|
|
|
|
||
|
13,8 — 2,2 |
12,6 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
550 |
550 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
2,33 . 10~2, |
|
|
|
|
|
|
|
откуда |
=ат= |
42,9, |
К = |
? |
|
|
|
|
||
= |
1 ,0 6 .10-2. |
|
^ |
100 |
200 300 |
Ш |
500 Р |
|||
|
2. |
Рассчитать |
теп- |
Рис. 3. Изотерма адсорбции азота на |
||||||
лоту |
адсорбции СО, на |
|||||||||
угле, |
|
если/, известно, |
- |
|
|
|
при Тг = |
|||
что при |
Тг —273° К рх — 1,2 мм рт. ст., |
а |
||||||||
=303° К р2 — Ь,3 мм рт. ст., Г = 1,82 см3/г. •Решение. Рассчитываем по уравнению
|
1п Рг — За . |
ТгТ2 * |
|||
|
|
Р |
я |
||
откуда. |
|
|
|
|
|
|
|
Тз — Тх |
|
Рх |
|
Подставляем |
значения |
величин |
из условий задачи: |
||
= |
4,575 |
273.. 303 • 1§ 5 3 кал!моль, |
|||
|
|
30 |
|
1,2 |
|
ИЛИ |
|
|
|
|
|
<2- = 4,575 . Е 3 • 3?3 . .. |
|
1б Ёг3 кал!см*, |
|||
Ча |
|
30 |
22400 |
ё 1,2 |
|
|
С? |
= 0,363 кал/см*. |
|||
3. По приведенным ниже данным для поверхностного натяжения водных растворов уксусноэтилового эфира при 22° С построить изотерму адсорбции:
с, |
моль!л |
0,0078 |
0,0156 |
0,0312 |
0,0625 |
0,125 |
0,250 |
0,50 |
о, |
дин/см |
69.6 |
68,0 |
65,1 |
61,5 |
56,2 |
49,7 |
41,5 |
Решение. Для определения величины адсорбции строим
график |
в координатах |
о — с (рис. |
4.1). |
|
2, 3, 4, 5, |
||||||
На |
кривой а = [{с) |
выберем ряд точек |
/, |
||||||||
РИГ О |
|
|
|
|
для |
которых |
необходимо |
||||
|
|
|
|
определить |
значения |
Г |
|||||
0- 60 |
|
|
|
|
|||||||
и |
|
|
при |
соответствующих |
зна |
||||||
|
|
|
чениях |
концентрации. |
|||||||
Ь0 |
<Г |
|
|
|
Тангенс угла наклона |
ка |
|||||
|
|
|
сательной |
в |
этих |
точках |
|||||
20 г/ |
|
|
|
|
к оси абсцисс будет равен |
||||||
0 |
01 02 |
05 |
|
с |
ас |
Умножив |
ас |
на |
вели- |
||
|
чину -др, получим вели |
||||||||||
Рис. 4. Изотермы |
поверхностного |
чину адсорбции |
Г, |
|
|
||||||
натяжения (1) н адсорбции (II) для |
|
Рассчитаем ^ |
и Г при |
||||||||
уксусноэтилового эфира в |
водном |
|
|||||||||
растворе. |
|
|
|
|
с — 0,0312: |
: 0,03. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
70 — 50 |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
а = |
— 0,103 |
-- ----------- -- --- 1,942 • 102. |
|
|
|
|||||
|
|
0.103 |
|
|
|
|
|
|
|||
Рассчитанные значения приведены ниже:
йч
* АЛЯ точек и 2. 3. 4, 5
0,03 |
0,075 |
0,15 |
0,25 |
0,4 |
1 |
* |
О |
1 |
ю |
1,942 |
1<0б2 |
0,7 |
0,46 |
0,52 |
Рассчитаем Г по |
уравнению |
Гиббса |
(11.7), |
в котором |
|||
К —8,315 . 107 эрг!(град-моль): |
|
|
|
|
|||
|
0,03 |
1,942 . 10а = |
2,37 . Ю " 10 моль!см\ |
||||
|
8,315 • 1о7 • 295 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты расчета для всех концентраций |
приведены |
||||||
ниже: |
|
|
|
|
|
|
|
с, |
моль/л . . . |
0,03 |
0,075 |
0,15 |
0,25 |
0,4 |
|
Г |
• 1010, моль/смй . |
2,37 |
3,24 |
4,27 |
4,68 |
5,21 |
|
Воспользовавшись значениями Г, построим изотерму адсорбции Г = [ (т) на том же графике (рис. 4, II).
4.При I = 20° С поверхностное натяжение ртути равно
458 |
эрг/см2, |
поверхностное натяжение |
амальгамы |
калия |
|||||
(с = |
0,11 г-атом1л) равно |
392,6 эрг/см2. |
Определить |
вели |
|||||
чину |
адсорбции |
калия |
на |
поверхности |
ртути. |
|
|
||
Решение. |
Заменим |
производную |
на |
в уравне |
|||||
нии |
(II.7): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
До |
_ 392,6 — 458___ 66,4 _ сп, й |
|
|
||||
|
|
Дс |
Г: |
0,11 |
0,11 |
|
|
|
|
Рассчитаем |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Г = |
|
0,11 |
• 603,6 |
_ 2 72 . Ю” 9 г-атом!см2. |
|
|||
|
|
8,315 • |
107 |
• 293 |
|
|
|
||
5. Рассчитать удельную поверхность непромотированного катализатора для синтеза аммиака по адсорбции азота, если известны следующие данные:
Температура опыта адсорбции — 183° С
Температура кипения |
азота— 195,8° С |
Точка В = 5,5 (точка |
В — точка перегиба 5-изотермы) |
Вес образца 46,2 г |
|
р = 0,808 г/см3 |
|
Решение. Воспользуемся уравнением (11.17)
4 ш = 2.687 • Ю15ашю/п« Рассчитываем шт по уравнению (11.16):
|й / му-/*
«■ = 1.530 . ю-'® (— ) :
|
««, - |
мао • |
(оЦз)’'1= |6'2 • 10~ 16- |
||||
Так |
как В = |
5,5, |
то |
ат= |
5,5. |
Теперь можно опреде |
|
лить |
Ат. |
|
|
|
|
|
|
|
& __ 2,687 • |
Ю15 • 16,2 • |
10“ 16 • 5,5 _ 25,3 _ |
п *4Н |
|||
|
т |
|
|
46,2 |
|
46,2 |
|
6. |
На |
основании экспериментальных |
данных, приве |
||||
денных в табл. 2, |
рассчитать константы уравнения БЭТ |
||||||
при адсорбции криптона на серебряном катализаторе. |
|||||||
Решение. |
Для |
решения |
воспользуемся |
уравнением |
|||
(И.14) |
|
р |
_ |
1 |
I с~ 1 Д |
|
|
|
|
|
|
||||
0 (Р8 - Р) атс + атс ' Р,
Таблица 2 . Адсорбция криптона на серебряном катализаторе при различных давлениях
№ |
р, мм рт. спг. |
А, см*/г |
Р |
Рв— Р |
п/п. |
||||
|
|
|
Рз |
|
1 |
0,0992 |
0,0127 |
0,0385 |
2,4708 |
2 |
0,1800 |
0,0150 |
0,0700 |
2,3900 |
3 |
0,3686 |
0,0176 |
0,143 |
2,2014 |
4 |
0,5680 |
0,0190 |
0,2200 |
2,0020 |
5 |
0,6843 |
0,0198 |
0,2260 |
1,8857 |
Постоянные уравнения БЭТ определим графическим способом.
Для |
этого |
строим график в |
координатах |
Р |
|
|
|||||||||||
|
р) |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
а {р $ |
|
||
— —. Рассчитанные |
значения |
|
|
приведены ниже: |
|||||||||||||
- .-------. |
|||||||||||||||||
Рв |
|
|
|
|
|
|
|
|
а ( Р з — Р) |
|
|
|
|
|
|
||
|
Номер точки . |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
|
||||
|
|
Р |
|
|
|
|
3,14 |
5,03 |
|
9,53 |
|
14,9 |
18,3 |
|
|
||
|
а(Рв ~ |
Р) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Строим |
график |
в |
координатах |
|
Р |
|
_ |
Р_ |
(рис. |
5) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
° { Р в - Р ) |
Р5 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и по нему находим зна |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чения |
|
постоянных |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
атс = 0,5 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и тангенс угла наклона |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с — 1 |
19,8 — 0,5 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
атс |
~ |
0,28 |
~ |
68' |
||
Рис. |
5. |
Изотерма |
адсорбции |
крипто |
|
Решая |
эти |
уравне |
|||||||||
на на серебряном |
катализаторе. |
|
ния, |
получим |
|
|
|
||||||||||
с — 1 |
- = 1 3 6 ; |
С= 1 3 7 ; а, |
|
|
1 |
|
= 0,0146 смУг. |
|
|
||||||||
|
137 |
.'0,5 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
7. |
|
При |
изучении |
адсорбции |
бензола |
на |
угле |
были |
|||||||||
получены данные, изображенные на рис. 6. |
|
|
|
|
|||||||||||||
На основании приведенных данных рассчитать удель |
|||||||||||||||||
ную |
поверхность |
адсорбента |
(в м2/г), |
|
если |
р/ (СаН0) = |
|||||||||||
= 0,878 |
г!мл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Решение. По формуле (11.16) рассчитаем площадь, занимаемую одной молекулой
Шт= 1,530 . 10“ 16 у ® - ) = 3 0 ,3 .1 0 - 16 см\
|
Удельную |
поверхность |
проще |
всего рассчитывать |
||||||||||
исходя |
из следующих |
соображений. |
Определим в |
квад- |
||||||||||
|
ПШЛ |
|
|
или- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
щадь, |
|
занимаемую |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
ммоль |
вещества |
в |
до |
|
|
|
|
|
|
||||
сплошном |
мономолеку- |
^ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
лярном |
слое, |
и обоз на- |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
чим |
ее |
через |
В. Тогда |
*4|р |
|
|
7 |
|
|
|
||||
8 |
= |
(от N |
|
10—3 |
х |
|
о |
ы |
йз |
в‘ |
аз | |
|||
X 10-4 мг1моль. |
|
|
аг |
|||||||||||
|
Произведение же |
|
рис. ^ Изотерма |
адсорбции бензола |
||||||||||
|
|
атЪ= Ат м21г |
|
на |
угле. |
|
|
|
|
|
|
|||
непосредственнодает |
удельную |
поверхность |
адсорбента |
|||||||||||
в квадратных метрах на грамм. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Определим |
ат из |
рис; 6. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Согласно графику, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
^ - |
= |
0.!. |
сат |
= |
0,813. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозначим: |
1 |
|
|
= |
а. |
Тогда |
|
|
|||||
|
са„ |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ат ~ а + Ь |
0,913 = |
1,095 мм/г; |
|
|
|||||
|
Ат = а*тЪ= |
1,095 . 30,3 • Ю- 1 6 |
. Ю- 7 .6,023 |
. Ю23 = |
199,5 |
мУг. |
||||||||
ЗА Д А Ч И
1.По приведенным ниже данным рассчитать постоян ные изотермы Ленгмюра метана при / = — 18° С на акти вированном угле:
р, мм рт. ст. |
.70 |
103 |
151 |
190 |
242 |
311 |
393 |
484 |
а, смУг |
. 12,5 |
15,8 |
19,6 |
22,9 |
26,1 |
29.4 |
32,4 |
35,42 |
2.Рассчитать для С02 дифференциальную теплоту
адсорбции на угле, если известны следующие данные:
Рх = 3,6 мм рт. ст., |
Тх —2739 К, р%= 14,7 мм рт. ст., |
Т2 —303° К; Гг = 4,02 |
смЧг. |
3. Рассчитать удельную поверхность железного |
ката |
|||
лизатора |
по аргону |
I — 183° С, если в |
результате экспе |
|
риментов |
получены |
следующие данные: |
вес образца |
т = |
= 46,2; |
5 = 5,8 (В — точка перегиба |
5-изотермы); |
р = |
|
=1,374.
4.Для Иа-амальгамы с. концентрацией 0,568 г-атом!л поверхностное натяжение при I = 20° С о = 423,2 эрг/см2.
Рассчитать величину адсорбции Ыа |
на |
ртути, если |
при |
|||||||
I = 20° С поверхностное натяжение оНб = |
458 эрг!см2. |
|
||||||||
5. |
Рассчитать удельную |
поверхность |
серебряного |
ка |
||||||
тализатора по |
криптону при Т = 77,5° К |
по данным, при |
||||||||
веденным в табл. 3. Вес катализатора равен 13,03 г. |
||||||||||
Таблица 3. Адсорбция |
крипто- |
Таблица 4. Адсорбция крип- |
||||||||
на на серебряном катализаторе |
тона |
на |
серебряном |
катализа- |
||||||
при различных давлениях |
торе |
при различных давлениях |
||||||||
§ |
* |
|
«Г* |
§ |
|
|
* |
р |
|
5 |
5 |
|
О. 1 |
е |
|
|
Р& |
|
О. 1 |
||
сх |
|
|
(О |
О. |
|
|
|
5* |
||
|
а |
Ч * |
О |
|
|
|
<3 |
|
|
о |
0,447 |
0,4185 |
0,0173 |
0,040 |
0,149 |
0,2763 |
0,063 |
0,244 |
|||
0,645 |
0,4619 |
0,0250 |
0,056 |
0,200 |
0,3040 |
0,085 |
0,306 |
|||
0,1590 |
0,5234 |
0,0620 |
0,126 |
0,308 |
0,3524 |
0,131 |
0,428 |
|||
0,450 |
0.6313 |
0,175 |
0,336 |
0,491 |
0,4098 |
0,208 |
0,645 |
|||
6. По приведенным в табл. 4 данным рассчитать по стоянные в уравнении (П.14) для серебряного катали затора.
\/ 7. Рассчитать постоянные уравнения Ленгмюра адсорб ции аргона на угле при * = —78,5° С, если известны сле дующие данные:
р. |
мм |
ргп. спг. |
19 |
24 |
54,2 |
98,4 |
129 |
|
218 |
295 |
|
|
|
а, |
смЧг . |
3,77 |
5,09 |
10,02 |
15,56 |
18,81 |
|
24,84 28,14 |
|
||||
8. |
|
)00 мг беззольного угля адсорбируют |
НС1 |
из |
вод |
||||||||
ного раствора. До адсорбции концентрация |
раствора сос |
||||||||||||
тавляла |
0,01002 н., после |
адсорбции |
она |
изменилась |
до |
||||||||
0,00377 н. Вычислить |
количество НС1 |
(в |
а), |
адсорбиро |
|||||||||
ванного |
1 г угля, если объем раствора |
10 мл. |
|
|
|
||||||||
, 9. 0,1 г беззольного |
угля |
находится |
в |
10 мл |
раст |
||||||||
вора 2 пС12 в этиловом эфире (концентрация 0,05982 моль1л). |
|||||||||||||
После |
установления |
равновесия |
раствор |
содержал |
|||||||||
0,05431 моль1л 2пС12. Вычислить количество 2пС1а (в г)» адсорбированного 1 г угля.
10. По данным рис. 7 показать область применения адсорбционного уравнения Генри для адсорбции четырех
хлористого углерода на поверх
ности графитизированной сажи.
Вс/каяШъг
0 |
0,05 |
1,0 |
1,5/апгрпся. |
0 |
05 |
10 |
15 |
0 |
|||
Рис. 7. |
Изотерма |
адсорбции |
Рис. 8. Зависимость теплоты |
||||||||
четыреххлористого |
углерода |
адсорбции |
паров |
бензола от |
|||||||
на поверхности графитизиро |
степени |
заполнения |
поверх |
||||||||
ванной сажи. |
|
|
|
|
ности сажи при 1= 20° С. |
||||||
11. На рис. 8 приведена зависимость дифференциаль |
|||||||||||
ной теплоты адсорбции бензола |
на поверхности однородной |
||||||||||
графитизированной |
сажи от степени заполнения. Восполь |
||||||||||
зовавшись |
приведенным |
|
|
|
|
|
|||||
графиком, |
определить |
ис- |
|
|
|
|
|
||||
тинную |
теплоту |
|
адсорб |
|
|
|
|
|
|||
ции. |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
12. |
Использовав |
рис. |
|
|
|
|
|
||||
9, вычислить из |
изостеры |
|
|
|
|
|
|||||
теплоту |
адсорбции |
этана |
|
|
|
|
|
||||
(начальное |
состояние — |
|
|
|
|
|
|||||
жидкий |
этан) |
при степени 1 |
|
|
|
|
|
||||
заполнения 0 = |
1 |
однород |
|
|
|
|
|
||||
ной поверхности |
графити |
|
|
|
|
|
|||||
зированной |
сажи. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
13.Установлено, что 0
0,106 • 10~3 г стеариновой |
|
43 |
50 |
55 |
1№ |
65 1 юч |
||||||
кислоты |
мономолекулярно |
ри^ |
|
|
|
|
|
|||||
покрывают |
поверхность |
ПрИ степе4,и |
заполнения |
0 = 1 |
по |
|||||||
воды |
площадью |
500 |
СМ2, |
верхности сажи. |
|
|
|
|||||
Молекулярная |
масса |
стеа |
|
|
|
г-см—3. Вычислить |
||||||
риновой |
кислоты |
284, плотность 0,85 |
||||||||||
площадь и>т , |
занимаемую |
одной |
молекулой стеариновой |
|||||||||
кислоты, и толщину пленки. |
|
|
|
|
ат (при |
|||||||
14. Величина |
адсорбции |
газообразного |
азота |
|||||||||
760 |
мм р т . |
с т . и |
0°С), |
необходимого для |
покрытия |
|||||||
образца |
силикагеля |
мономолекулярным |
слоем, |
равна |
||||||||
129 мл!г. Вычислить площадь поверхности 1 г силикагеля,
о
если молекула азота занимает площадь 16,2А“.
15. Если раствор пальмитиновой кислоты в бензоле, содержащий 4,24 г/л, нанести на поверхность воды, то ■бензол испарится и пальмитиновая кислота образует сплошную мономолекулярную пленку. Какой объем рас твора нужно взять, чтобы покрыть мономолекулярным слоем поверхность воды площадью 500 смг. Площадь, занимаемая одной молекулой пальмитиновой кислоты,
21А2.
16.Вывести уравнение идеального газа для двумер ного газа из уравнения адсорбции Гиббса. Для разбав ленных растворов уменьшение поверхностного натяжения пропорционально концентрации.
17.Газы А и В стремятся занять места на поверхно сти адсорбента. Показать, что для поверхности, занятой
молекулами газа, степень заполнения
о
л 1+ « а Р, + « вГ в
18.По приведенным ниже данным построить изотерму
Ленгмюра и рассчитать ее постоянные для |
адсорбции |
||||
азота на активированном угле при 0°С: |
|
|
|||
р, мм рт. ст. |
3,93 |
12,98 |
22,94 |
34,01 |
56,23 |
а, см*1г |
0.987 |
3,04 |
5,08 |
7,04 |
16,31 |
§2. Поверхностные явления в жидких системах
Поверхностные явления в однокомпонентных жидких системах. Полная энергия образования единицы поверх ности
(11.18)
Где о — свободная поверхностная энергия (поверхностное
натяжение); Т ^ —скрытая теплота (связанная энергия).
Поверхностное натяжение а веществ зависит от темпера туры. Одним из наиболее распространенных выражений этой зависимости является уравнение Этвеша (с поправ кой Рамзая и Шилдса), согласно которому молярное по-