Адсорбция
температура – 298 К. Адсорбент – активный уголь (АУ), адсорбат – CO2.
Таблица 1 – Зависимость массы адсорбата, поглощенного 1 г адсорбента, от равновесного парциального давления
P∙10-3, Па A, мг/г
0,1 35
1,0 112
7,5 174
20,0 188
Порядок работы:
Построить изотерму адсорбции A = f(P).
Построить полученную изотерму адсорбции в координатах уравнения Ленгмюра, определить константы в уравнении графическим методом.
Определить величину максимальной адсорбции при полном заполнении поверхности сорбента.
Определить величину адсорбции при давлении P1.
Построить полученную изотерму адсорбции в координатах уравнения Фрейндлиха и определить константы уравнения.
Решение
Изотерма адсорбции A = f(P):
Для построения изотермы адсорбции в координатах уравнения Ленгмюра представим уравнение в линейной форме и составим таблицу данных для построения графической зависимости:
PA=1A∞K+PA∞
Таблица 2 – Данные для построения изотермы в координатах уравнения Ленгмюра
P∙10-3, Па P/A∙10-3, Па∙г/мг
0,1 0,00286
1,0 0,00893
7,5 0,04310
20,0 0,10638
Изотерма адсорбции в координатах уравнения Ленгмюра:
Для определение константы уравнения Ленгмюра A∞ – предельной адсорбции –используют выражение:
tgα=1A∞
Таким образом, построив линию тренда для устранения изгибов полученной линии и зная, что множитель при x в её уравнении прямой – это угловой коэффициент (коэффициент угла наклона прямой α), численно равный тангенсу наклона, можно найти константу уравнения Ленгмюра A∞:
A∞=1tgα=10,0052=192,3 мг/г.
Для нахождения константы адсорбции K пользуются следующим выражением:
Z=1A∞∙K,
где Z – отрезок, отсекаемый экстраполированной аппроксимированной прямой (линией тренда) на оси ординат, равный 0,0033∙103 Па∙г/мг.
Тогда константа K:
K=1A∞∙Z=1192,3∙0,0033∙103=1,58∙10-3Па-1.
Значение предельной адсорбции: A∞ = 192,3 мг/г.
При значении первого в таблице 1 давления адсорбция равняется: A = 35 мг/г.
Уравнение Фрейндлиха:
A=K∙Pn,
где K и n – экспериментальные коэффициенты.
Для построения изотермы адсорбции в координатах уравнения Фрейндлиха представим вышепредставленное уравнение в логарифмической форме и составим таблицу данных для построения графической зависимости:
lgA=lgK+nlgP.
Таблица 3 – Данные для построение изотермы адсорбции в координатах уравнения Фрейндлиха
lgP lgA
0,1 1,54
1,0 2,05
7,5 2,24
20,0 2,27
Изотерма адсорбции в координатах уравнения Фрейндлиха:
Константа n в уравнении Фрейндлиха численно равна тангенсу наклона прямой (в данном случае вновь аппроксимированной прямой, то есть линии тренда)
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
