Вопросы для подготовки и контроля знаний

11. Характеристика поверхностных явлений.

12. Адсорбция газов и паров на твердых телах. Адсорбция на поверхности раздела фаз раствор - газ.

13. Поверхностные явления на границе твердое вещество – жидкость.

14. Адсорбция на твердых телах из раствора (молекулярная, ионная, ионно-обменная).

15. Методы измерения адсорбции.

16. Что такое адсорбционный гистерезис и в чем причина его возникновения?

17. В чем сущность весового и объёмного методов измерения изотерм адсорбции?

18. Как можно определить теплоту адсорбции?

19. Как классифицируют адсорбенты? Приведите примеры наиболее распространенных адсорбентов и их использования.

20. Какова роль адсорбции в хроматографии?

Примеры решения задач

Задача 1. Вычислить в уравнении изотермы адсорбции Фрейндлиха, если навеска адсорбента 300 г. Равновесная концентрация С = 0,05 м/л, величина х равна 4,8•10^-3, а величина К равна 1.

Решение:

lg1,6•10^-5 = lg1,6 + lg10^-5 = 0,2041 – 5 = –4,7959

Ответ: 3,6.

Задача 2. Вычислить площадь, занимаемую одной молекулой хлора если 600г адсорбента имеют поверхность 240,0 м² и каждые 100 г поглощают 1•10^–5 м³ газообразного хлора при н.у.

Решение:

Поверхность 100 г адсорбента равна

При н.у. в 1•10^–5 м³ хлора содержится Х молекул.

22,4 л = 22,4•10^–3 м³

22,4•10^–3 м³ ––––––––––– 6,02•10^–3 (число Авогадро)

1•10^–5 –––––––––––– Х

молекул

Площадь, занимаемая одной молекулой

м²

Ответ: 1,48•10^–18 м²

Задачи для самостоятельного решения.

7. По изотерме адсорбции бензола при 293 ⁰К определить удельную поверхность адсорбента, если _о(С₆Н₆) = 0,49 нм²:

   р/рs	0,05	0,10	0,15	0,20	0,30
   а, ммоль/г	0,36	0,51	0,60	0,68	0,82

8. По изотерме адсорбции азота определите удельную поверхность адсорбента (Т = 77 ⁰К, _o(N₂) = 0,162 нм²). Объем адсорбированного газа приведен к нормальным условиям:

   р/рs	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25	0,30
   а.10, м3/кг	0,70	1,10	1,17	1,32	1,45	1,55

9. По экспериментальным данным адсорбции углекислого газа на активированном угле определите константы уравнения Лэнгмюра, пользуясь которыми рассчитайте и постройте кривую адсорбции:

   Р.10-2, Па	9,9	49,7	99,8	200,0	297,0	398,5
   Г.103, кг/кг	32,0	70,0	91,0	102,0	107,3	108,0

10. Определите константы уравнения Фрейндлиха при адсорбции СО коксовым углем. Условия опыта:

    Р.10-3, Па	1,34	2,50	4,25	5,71	7,18	8,90
    а, ммоль/кг	0,38	0,58	1,016	1,17	1,33	1,46

11. При адсорбции бензойной кислоты углем из раствора в бензоле при 25⁰С получены следующие данные:

С.10-3, моль/м3	0,006	0,025	0,053	0,118
а, моль/кг	0,44	0,78	1,04	1,44.

Определите графическим способом константы уравнения Фрейндлиха.

12. Вычислить по формуле Ленгмюра величину адсорбции изоамилового спирта концентрации 0,1 кмоль/м³ на поверхности раздела водный раствор – воздух при 292 ⁰К по данным констант: Г_ = 8.710^-9 кмоль/м², b = 42.