Методические указания (с программой) и контрольные задания по коллоидной химии. Часть 1. Цыренова С.Б - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

хемосорбция. Адсорбция - процесс, сопровождающийся те-
пловым эффектом. Различают интегральную теплоту ад-
сорбции Q в кДж/кг адсорбента и дифференциальную теп-
лоту адсорбции q в кДж/моль адсорбтива. Теплота физиче-
ской адсорбции близка к теплоте фазовых переходов и со-
ставляет 1-20 кДж/моль. При хемосорбции тепловые эффек-
ты могут составлять сотни килоджоулей на 1 моль в зави-
симости от характера протекающей химической реакции.
Хемосорбция - химический процесс, требующий значитель-
ной энергии активации, поэтому увеличение температуры
способствует хемосорбции.
Лэнгмюр создал и обосновал теорию мономолекуляр-
ной адсорбции газов на твердом адсорбенте, предположив,
что активные центры равномерно распределены по поверх-
ности и адсорбция локализована.
Уравнение изотермы мономолекулярной адсорбции
имеет вид
kp
kp
aa
+
−=
∞
1
где а - адсорбция, моль/м
2
; а
∞
- предельная адсорбция (ем-
кость монослоя), моль/м
2
; k - константа адсорбционного
равновесия; р - равновесное давление адсорбтива в объеме
фазы, граничащей с адсорбентом.
При р→0 a = a
∞
kp; при р
→∞
наступает насыщение
адсорбционного слоя и а =а
∞
. Данное уравнение хорошо
выражает адсорбцию на твердых поверхностях при неболь-
ших давлениях газа в окружающем пространстве, а также
адсорбцию поверхностно-активных молекул из растворов
при небольших концентрациях (в этом случае вместо р
пользуются величиной С).
По значению а
∞
может быть определена важная харак-
теристика твердого адсорбента - удельная активная поверх-
ность S
yд
. Если известна S
o
- площадь, занимаемая одной
молекулой газа или поверхностно-активного вещества в на-
сыщенном монослое, то
S
yx
=a
∞
S
0
N
A
,
где N
A
- постоянная Авогадро.
Процессы адсорбции паров вещества на твердых ад-
сорбентах не всегда согласуются с изотермой Лэнгмюра. В
зависимости от внешних условий, природы адсорбента и
адсорбтива адсорбция может протекать с образованием на
поверхности полимолекулярного адсорбционного слоя; изо-
терма тогда будет иметь более сложный вид.
Брунауэром, Эмметом и Тейлером (1935-1940) была
создана теория полимолекулярной адсорбции паров на
твердых, гладких и пористых адсорбентах (теория БЭТ).
Согласно этой теории на активных точках поверхности ад-
сорбента при определенных условиях могут образовываться
конденсированием полимолекулярные слои. Количество
адсорбированного вещества рассчитывается по уравнению
где а
∞
- предельная мономолекулярная адсорбция на твер-
дом адсорбенте; С - константа уравнения; р - равновесное
давление пара в окружающем пространстве при заданных
условиях; p
s
- давление насыщенного пара при данной тем-
пературе.
При значениях p<<p
s
процесс адсорбции пара проте-
кает как мономолекулярный и выражается уравнением
В современных научных лабораториях широко приме-
няется также метод БЭТ определения удельной активной
поверхности адсорбента по низкотемпературной адсорбции
простых веществ (азот, аргон, криптон). Предельная ад-
хемосорбция. Адсорбция - процесс, сопровождающийся те-      молекулой газа или поверхностно-активного вещества в на-
пловым эффектом. Различают интегральную теплоту ад-         сыщенном монослое, то
сорбции Q в кДж/кг адсорбента и дифференциальную теп-                               Syx=a∞S0NA,
лоту адсорбции q в кДж/моль адсорбтива. Теплота физиче-     где NA - постоянная Авогадро.
ской адсорбции близка к теплоте фазовых переходов и со-          Процессы адсорбции паров вещества на твердых ад-
ставляет 1-20 кДж/моль. При хемосорбции тепловые эффек-     сорбентах не всегда согласуются с изотермой Лэнгмюра. В
ты могут составлять сотни килоджоулей на 1 моль в зави-     зависимости от внешних условий, природы адсорбента и
симости от характера протекающей химической реакции.        адсорбтива адсорбция может протекать с образованием на
Хемосорбция - химический процесс, требующий значитель-      поверхности полимолекулярного адсорбционного слоя; изо-
ной энергии активации, поэтому увеличение температуры       терма тогда будет иметь более сложный вид.
способствует хемосорбции.                                        Брунауэром, Эмметом и Тейлером (1935-1940) была
     Лэнгмюр создал и обосновал теорию мономолекуляр-       создана теория полимолекулярной адсорбции паров на
ной адсорбции газов на твердом адсорбенте, предположив,     твердых, гладких и пористых адсорбентах (теория БЭТ).
что активные центры равномерно распределены по поверх-      Согласно этой теории на активных точках поверхности ад-
ности и адсорбция локализована.                             сорбента при определенных условиях могут образовываться
     Уравнение изотермы мономолекулярной адсорбции          конденсированием полимолекулярные слои. Количество
имеет вид                                                   адсорбированного вещества рассчитывается по уравнению
                                  kp
                       a = a∞ −
                                1 + kp
                         2
где а - адсорбция, моль/м ; а∞- предельная адсорбция (ем-
                                                            где а∞ - предельная мономолекулярная адсорбция на твер-
кость монослоя), моль/м2; k - константа адсорбционного
                                                            дом адсорбенте; С - константа уравнения; р - равновесное
равновесия; р - равновесное давление адсорбтива в объеме
                                                            давление пара в окружающем пространстве при заданных
фазы, граничащей с адсорбентом.
                                                            условиях; ps - давление насыщенного пара при данной тем-
     При р→0 a = a∞kp; при р→∞ наступает насыщение
                                                            пературе.
адсорбционного слоя и а =а∞. Данное уравнение хорошо              При значениях p<

Страницы