Файл: Глущенко В.Ю. Введение в физическую адсорбцию учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 26.07.2024

Просмотров: 98

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

96

я

эта означает,

что

в

адсорбционном ело* концентрация юн*

по контои одинакова

о

концентрацией их в объемном растворе

(

1 иа рио.42).

 

 

 

Тремя ухазаиныия причина»* не исчерпывается особый

характер изотеры адсорбции. Входяцая в уравнение (179) ве­ личина "К" является сложной функцией состава я особенное -

гей

сиотемы (

ом.

ур-яяя 176 ) s Холи поверхность адсорбен­

та

однородна,

то

!CS » co n it в достаточно широком интервале

равновесных юн центра ций при условия, что Йо!® 3£у® £

в

том

ю интервале.

Так как

 

- [ ± s - e .

можно оценить относительную прочность овязн адоорбат-адоор-

бейт по начальному у частот изотермы

( покажем этот прнен

позднее).

 

 

 

При небольшие

значениях К

и

при условии

$7]i * £

( идеальный

 

объемный раотвор) изо­

терма может изменять

знак ( 17 на р я с .42 ) . Это означает.'

что в адсорбционном слое наблюдается сильное взаимодейст­ вие юипонеытов между собой, в результате чего принимает большие ( или, напротив, очень небольшие) эна -

чения,

так что при

изменения равновесной концентрации ЭСа :

 

 

(186)

Друга ш

словами, до

точки А изотерма описывается упавне -

нием (1БЭ), после точки А - уравнением (184). Такой ход изотермы позволяет проследить за поведением компонентов в адсорбционном слое. Аналогичную форму изотерма адсорбции может иметь, ео.ш даже

97

(167)

Другой причиной является отклонение объемного раствора от идеальности, то есть

 

tfv,t f - Y v,i

7* f

(188)

 

 

 

Объяснение опытных данных значительно осложняется, если

С-0Л' ^

( поверхность

неоднородна), а объемный

к поверхностный растворы не является идеальными. Чаще вое*

го так к бывает. Тогда выделить доминирующий эффект веоьыа трудно» Поэтому в любой случае крайне желательно иметь до­

полнительную

информацию о свойствах объемной фазы а по -

верхяозти адсорбента,

 

 

 

 

 

 

В уравне^я (177,179,181)

входит величии

Х а Д

,

связанная о

реальными

масоада

компонентов. В результате од*

сорбции объем однородного раствора

умеаьниетои ни объем Об­

ласти

неоднородности

(

адсорбционный объем), точная величи­

на которого неизвестна.

В принципе,

в нем нельзя определить

концентрацию вещества,

и тогда

изменение концеиграем от-

ноаят но всему объему раствора, взятому для адсорбции, а

величину избыточной

адоорбции

по Гмббоу Г ^ ен ределот но

формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ylo

 

 

i Ciw)

•

 

 

 

 

 

 

 

 

где:

T l0

-

общее

число молей paovaopat

- изме­

 

нение

юльной доли

I

-го юмлонента в резуль­

тате

адсорбция;

 

 

 

 

 

 

 

ГП,

-

иаооа

навески адсорбента;

б нюмрх-

восТь адсорбента;

 

 

 

 

 

 

96

(Уравнение

 

189 по-еуществу идентично уравнению б ). Боли-

 

/

-.4

 

 

 

 

чина

Р^

 

отличается от вели fit ни полного

содержания

0С-а,1

в

адоорбционном

слое и

связана о

ней отношени­

ем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_ -г

•+ -Х у . •

 

 

 

 

-ад - T

i

,(190)

 

 

 

 

 

 

 

где:

T -y i

-

мольная

доля

1-го

юмлонента

в объеме рав­

 

новесного раствора, равному адсорбционному объему;

 

Н у - общее число молей раствора в объеме равновес­

 

ного раствора, также равного адоорбцноиному объему.

 

Таким образом,

OC-yj^ 'Н у

есть количество 1 -го

компонента, которое находится в адсорбционном объеме

я

без

адсорбция

( отр.21-22

) . Величина

X a L

мо*ет

быть

оценена, если

толью известна величина адсорбционного объе-

ма

.

Последняя определяется

на основании некото­

рых допущений, в частности,

на

допущении о

"жесткости"

поверхностного слоя:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(191)

ИЛИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cl

_

V

,

. v

 

la.L

 

 

 

 

 

и

—

'V

t 0 Tn,i

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

,

(19la )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где:

\Г; -

мольный объем

 

 

1-го компонента;

 

 

u ) K ^ -

площадь,

занятая

молем

l- го компонента в

 

 

адсорбционном

 

слое;

 

 

 

 

 

р -

Поверхность адсорбента;

T la .i

“ числе

молей

 

 

! -го компонента а

адсорбционном слое.

 

Поверхность адсорбента чоиет быть найдена из измере­

ний адсорбция

газов

илй паров

по

известному

уравнению

-(92)

причем cOm -t определяется из плотности жидкости или из мо­

лекулярных моделей. Заметим, что так можно поступать толь­

ко в тех случаях,

когда

есть

некоторая уверенность

в

моно -

молекулярном характере . дсорбции.

 

 

 

 

 

 

В пористых адсорбентах ( особенно

активных углях,

це­

олитах) за область

неоднородности

лучше

принимать

весь

объем

пор, используя

(191);

"'Д

-

обычно

табличные

данные.

В олучае, если

K S > I,

для оценки

можно воспользоваться

 

 

 

 

 

упавнениеи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у *

<

i ”

>

 

 

 

 

 

и

графической

экстра­

 

 

 

 

 

поляцией прямолинейно­

 

 

 

 

 

го

участка

изотермы

 

 

 

 

 

избыточной

адсорбции

 

 

 

 

 

(ри с. <*Э)

определить

 

 

 

 

 

 

ТГс

.

 

 

 

Наличие на изотерме такого учаотка в принципе говорит о том,

что в области экстремальной точки А заканчивается процеос

насыщения адсорбционного, слоя, вызванный собственно адсорб­

ционными силами

и далее заполнение

Vcc

происходит

только

за. с чет'увеличения равновесной концентрации

1-го

компонен­

та .

 

 

 

 

 

 

Для случая идеальных поверхностного

и объемного раотво-

ров и если

при

этом размеры молекул адсорбируемых вещеотв

одинаковы

( для

двухк-пшонентного

раствора

cOj* сО ^), вели­

чина предельной адвербции может быть найдена непооредотвен1ю

хз изотермы адсорбции. Тогда экспериментальные данные выража­ ются уравнением:

С Ц ( Ч - з ч ) _ _ m

(193)

Смотрите также файлы