Руководство к решению примеров и задач по коллоидной химии. Цыренова С.Б - 28 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Решение. В линейной формуле уравнение БЭТ
A
ACP P
PP C PP
s
ss
=
−+
/
( / )[( ( )) / ]111
имеет вид
PP
APP AC
C
AC
P
P
s
ss
/
(/)1
11
=+
∞∞
.
Рассчитываем значения Р/Рs и (Р / Рs) / {A(1 - Р/Рs )
}
Р/Рs 0,078 0,149 0,217 0,279 0,348
(Р/Рs)/{A(1-Р/Рs)} 0,219 0,420 0,593 0,756 0,941
По этим данным строим график в координатах уравнения БЭТ в линейной форме
( P/P
s
) /
{
A(1- P/ P
s
)
}
α
P/P
s
Рис.3.4. Изотерма адсорбции азота в координатах линейной формы уравнения БЭТ
Из графика находим:
a
AC
==
1
027,
;
tg
C
AC
α
=
=
1
261,
,
откуда А
= 37,910
-2
моль/кг; С = 97,7. Удельная поверхность адсорбента рассчитывается по
формуле:
S уд = А
N
A
S o
S уд. = 37,9
.
10
-2
.
6,02
.
10
23.
16
.
10
-20
=36,51
.
10
3
м
2
/кг.
7. Найдите поверхностную активность валериановой кислоты на границе ее водного
раствора с воздухом при С=0,01 моль/л. Значения констант уравнения Шишковского а =
17,7; в= 19,72.
Решение: ∆σ = σ
0
σ = Ι n (1 + вс)
Дифференцируем:
-(d σ/d C) = а в/(1 + вс).
-(d
σ/d C) = G = 17,7
.
19,72/(1+19,72
.
0,01)=294 эрг
.
см/моль.
3.3. Задачи для самостоятельного решения
1.
Рассчитайте величину адсорбции при 17
0
С для 0,01 кмоль/м
3
раствора н-гептиловой
кислоты, если поверхностная активность, определенная Ребиндером, равна 7,6 мДж/м.кмоль.
2.Определите поверхностную активность масляной кислоты на границе водного рас-
твора с воздухом при 20
0
С по следующим данным:
С. кмоль/м
3
0 0,02 0,05 0,104 0,246
σ, дин/ см 72,53 68,12 63,53 58,6 50,3
Рассчитайте адсорбцию при концентрации раствора 0,08 кмоль/м
3
3. Определить поверхностный избыток (кмоль/м
2
) для водных растворов фенола при
20
0
С на основании приведенных данных
Концентрация
фенола, кмоль/м
3
0,0156 0,0625
Поверхностное
натяжение, н/м 53,2
10
-3
43,310
-3
     Решение. В линейной формуле уравнение БЭТ
                                                        A∞ CP / Ps
                                     A=
                                            (1 − P / Ps )[(1 + ( C − 1)) P / Ps ]
имеет вид
                                  P / Ps         1      C−1 P
                                            =       +      ⋅ .
                              A(1 − P / Ps ) A∞ C A∞ C Ps
Рассчитываем значения Р/Рs и (Р / Рs) / {A(1 - Р/Рs ) }
Р/Рs               0,078 0,149 0,217 0,279 0,348
(Р/Рs)/{A(1-Р/Рs)} 0,219 0,420 0,593 0,756 0,941
      По этим данным строим график в координатах уравнения БЭТ в линейной форме

                               ( P/Ps ) / {A(1- P/ Ps )}




                                                           α




                                                                                    P/Ps


            Рис.3.4. Изотерма адсорбции азота в координатах линейной формы уравнения БЭТ

Из графика находим:
            1                                   C −1
       a=       = 0,27 ;                 tgα =        = 2 ,61 ,
           A∞ C                                  A∞ C
откуда А∞ = 37,9⋅10 -2 моль/кг; С = 97,7. Удельная поверхность адсорбента рассчитывается по
формуле:
      S уд = А∞⋅NA ⋅S o
      S уд. = 37,9 .10 -2 . 6,02. 1023.16.10-20=36,51. 103м2/кг.
      7. Найдите поверхностную активность валериановой кислоты на границе ее водного
раствора с воздухом при С=0,01 моль/л. Значения констант уравнения Шишковского а =
17,7; в= 19,72.
      Решение: ∆σ = σ 0 − σ = Ι n (1 + вс)
  Дифференцируем:

-(d σ/d C) = а в/(1 + вс).
-(d σ/d C) = G = 17,7.19,72/(1+19,72. 0,01)=294 эрг. см/моль.

                          3.3. Задачи для самостоятельного решения
     1. Рассчитайте величину адсорбции при 170С для 0,01 кмоль/м3 раствора н-гептиловой
кислоты, если поверхностная активность, определенная Ребиндером, равна 7,6 мДж/м.кмоль.
     2.Определите поверхностную активность масляной кислоты на границе водного рас-
твора с воздухом при 200С по следующим данным:
С. кмоль/м3 0       0,02 0,05 0,104            0,246
σ, дин/ см    72,53 68,12 63,53 58,6           50,3
     Рассчитайте адсорбцию при концентрации раствора 0,08 кмоль/м3
     3. Определить поверхностный избыток (кмоль/м2) для водных растворов фенола при
   0
20 С на основании приведенных данных
Концентрация
фенола, кмоль/м 3          0,0156       0,0625
Поверхностное
натяжение, н/м             53,2⋅10-3    43,3⋅10-3