Определение удельной поверхности твердого адсорбента
Определение величины активной удельной поверхности активированного угля
жүктеу/скачать 0,6 Mb.
|
Лабораторный перевод-20
| 3.1 Определение величины активной удельной поверхности активированного угля.
Определение активной удельной поверхности S' адсорбента основывается на теории "тонкого" мономолекулярного адсорбционного слоя Ленгмюра. Для расчетов используется уравнение изотермы Ленгмюра. (3.21) где: Г - количество адсорбированного вещества при данной концентрации его в растворе, на 1 см2 поверхности адсорбента, гмоль/см2; - предельное количество адсорбированного вещества, тоже в расчете на 1 см2 , когда все адсорбционные центры заняты, т.е. когда заполнен весь мономолекулярный слой, гмоль/см2 ; С- равновесная концентрация адсорбтива в растворе; гмоль/л.; А- постоянная. Найдите в учебниках ее физический смысл. Перепишем это уравнение для 1 г адсорбента, обладающего поверхностью (3.22) (3.23) Константы Г и "А" в изотерме Ленгмюра удобно определять графическим методом, предложенным П.А. Ребиндером на основании экспериментально найденной изотермы адсорбции. Уравнение преобразуем следующим образом в уравнение прямой или (3.24) Это уравнение аналогично уравнению прямой: у=а+kx. Для того, чтобы найти величину ,строят график, откладывая по оси абсцисс"С", а по оси ординат С/Г'. Г', как видно из уравнения, - это количество адсорбированного вещества на I адсорбента при концентрации С, т.е. найденное нами ранее экспериментально значение х/m. Из таблицы 3.4 берем равновесные концентрации "С" и соответствующие им х/m, рассчитываем . Заносим полученные значения в ту же таблицу и строим график, откладывая на оси абсцисс независимую переменную ( в данным случае равновесную концентрацию "С") а по оси ординат функцию, т.е. . Через большинство точек проводим прямую. Продолжая ее до пересечения с осью ординат, находим отрезок ОВ, равный постоянной в уравнении. Тангенс угла наклона прямой будет равно I/Г' или Пользуясь графиком для каждой пары точек, лежащих на прямой, вычисляем и находим среднее Для некоторых сортов углей в области малых концентраций получается прямая, поднимающаяся круче, чем при больших концентрациях. Значения Г', найденные при этих концентрациях, завышены и найденная по ним активная удельная поверхность угля сильно отличается от приводимой в литературе. Близкие к литературным результаты получаются в области средних концентраций (от 0,05до0,5н) растворов. В уравнении кроме найденной Г' имеется еще величина Г -предельное количество адсорбированной уксусной кислоты на I см2 поверхности угля. Для твердых тел; особенно порошков и пористых тел, трудно приготовить образец с идеально гладкой поверхностью, которую можно было бы измерить. Поэтому в качестве эталона берут действительно идеально гладкую поверхность жидкости, которая вся одинаково активна в отношении адсорбции. При больших концентрациях раствора поверхность его полностью покрывается адсорбированным веществом, и "Г" достигает предельного значения " ". Величина Г обычно находится по изотерме Гиббса: (3.25) R-yниверсальная газовая постоянная, равная 8,313х107 эрг/моль град, Т- абсолютная температура, σ - поверхностное натяжение, дин/см или эрг/см, C-концентрация раствора, моль/л. На основании измерения поверхностного натяжения растворов уксусной кислоты разных концентраций, вычисляют по изотерме Гиббса количество адсорбированного вещества на 1 см2 поверхности раствора Г; по полученным данным строят график зависимости "Г " от "С". По этой кривой, строя к ней асимптоту, находят предельное количество адсорбированной уксусной кислоты на 1 см2 - . Подставляют это значение в уравнение и находят величину активной поверхности адсорбента. А. В. Думанский в своей книге "Учение о коллоидах" приводит значение для водных растворов уксусной кислоты, равное Таким образом, величина активной удельной поверхности активированного угля будет равна: жүктеу/скачать 0,6 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|