Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Указания к выполнению заданий № 3-5

См. [1, стр. 114-116; 124-129]; [2, стр. 12; 25-30]; [3, стр. 7-17; 32-33]; [4, стр. 31; 36; 58]; [5, стр. 132; 137-138].

Поверхностный, межфазный слой представляет собой область постепенного (плавного) изменения свойств при переходе от одной фазы системы к другой. Также постепенно меняется структура поверхностного слоя - от структуры одной фазы до структуры другой фазы. Образование поверхностного слоя есть результат взаимодействия смежных фаз. Изменение свойств и структуры поверхностного слоя обусловлены действием поверхностной энергии.

При постоянных температуре и давлении поверхностная энергия Гиббса определяется произведением поверхностного натяжения (фактор интенсивности) s на площадь поверхности (фактор емкости) S:

G_S = s ^. S (1)

Площадь поверхности зависит от ее кривизны и дисперсности фаз. Дисперсность линейно связана с удельной поверхностью (см. пояснения к заданиям № 1 и 2).

Для определения полной поверхностной энергии необходимо знать поверхностное натяжение и его температурный коэффициент.

Поверхностное натяжение ( s ) -термодинамическая характеристика поверхности контакта фаз; определяется как работа обратимого изотермического процесса образования единицы площади поверхности раздела фаз; тождественно равно силе, действующей на единицу длины контура поверхности и стремящейся сократить площадь этой поверхности до минимума при данном соотношении объемов фаз.

Наиболее доступными для экспериментального измерения поверхностного натяжения являются системы жидкость - газ и жидкость - жидкость. Существующие методы дают возможность измерять s при неподвижной поверхности (статические) и движущейся поверхности (динамические). Недостатком динамических методов является сложность их аппаратурного оформления. Кроме того, для надежного измерения поверхностного натяжения растворов, и, в частности, растворов ПАВ (поверхностно-активных веществ), необходимо их выдерживать определенное время для установки равновесия в поверхностном слое.

На практике наиболее часто используют статистические или полустатистические методы, позволяющие измерять равновесные значения поверхностного натяжения жидкостей. К статистическим относятся методы капиллярного поднятия жидкости и висячей (лежащей) капли. Полустатистическими являются методы максимального давления в капле (пузырьке), отрыва кольца или пластины и сталагмометрический метод.

Поверхностное натяжение жидкости пропорционально силе F, прикладываемой в момент отрыва кольца:

s_ж-г = k ^. F,

где k - коэффициент, который находят по данным измерения силы отрыва кольца для стандартной жидкости с известным поверхностным натяжением;

F - максимальное усилие, которое обычно измеряют с помощью прибора - чувствительных торзионных весов.

В основе метода капиллярного поднятия жидкости лежит зависимость высоты поднятия жидкости h в узком капилляре от ее поверхностного натяжения. В соответствии с уравнением Лапласа избыточное давление связано с высотой h жидкости в капилляре соотношениями:

DP = 2s/r_м (2)

DP = Drgh (3)

где r_м - радиус кривизны мениска жидкости в капилляре;

Dr - разность плотностей жидкости и газовой фазы;

g - ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с²).

Вводя так называемую капиллярную постоянную а,

a² = 2s/Drg) = r_м ^. h. (4)

Предлагаемое в задании 4 поверхностное натяжение вещества А определяют исходя из уравнений (2) и (3).

Зависимость поверхностного натяжения от концентрации для ПАВ достаточно точно подчиняется эмпирическому уравнению, предложенному Б. Шишковским:

s = s₀ - a ln(1 + bc), (5)

где s - поверхностное натяжение раствора;

s₀ - поверхностное натяжение растворителя;

a и b - постоянные.

2 адсорбция

ЗАДАНИЕ № 6

По экспериментальным данным постройте кривую адсорбции вещества А на веществе В, при T К и с помощью графического метода определите константы уравнения Ленгмюра, если известны равновесные давления Р и адсорбция V:

Таблица 6

Вариант	Вещество А	Вещество B	T, K	Р^.10^-3, Па	V^.10⁶, м³/г
	N₂	Уголь		1,62	0,31
5,30	0,99
17,30	3,04
30,70	5,10
44,50	6,90
	CO₂	Уголь		4,20	12,73
8,10	21,20
11,70	26,40
16,50	32,20
24,00	38,60
	CO	Уголь		9,80	2,53
24,20	5,57
41,30	8,43
60,00	11,20
72,50	12,85
	NH₃	Уголь		10,50	60,40
21,60	90,30
42,70	115,70
65,60	127,00
85,20	132,40
	CO	BaF₂		11,30	2,04
24,40	3,72
44,50	5,30
61,00	6,34
82,50	7,30
	H₂	Уголь		27,60	0,447
43,40	0,698
57,40	0,915
72,20	1,142
86,10	1,352
	N₂	Уголь	194,5	1,67	3,47
8,83	13,83
20,00	23,00
36,30	27,94
52,00	33,43
Вариант	Вещество А	Вещество B	T, K	Р^.10^-3, Па	V^.10⁶, м³/г
	CH₄	Уголь	194,5	25,6	15,2
36,7	19,1
47,8	22,3
60,5	25,3
77,0	28,4
	CO	Уголь	194,5	4,00	15,8
5,34	19,05
9,65	27,7
16,65	34,1
19,80	38,95
	Ar	Уголь	194,5	3,22	5,09
7,25	10,02
13,15	15,56
17,25	18,81
39,50	29,14
	C₂H₄	Уголь		9,35	39,5
12,45	42,8
22,5	49,9
42,6	56,5
82,5	64,5
	C₂H₄	Уголь		2,0	10,4
4,27	20,8
10,57	30,5
29,5	42,4
91,5	55,2

ЗАДАНИЕ № 7

Определите константы уравнения Фрейндлиха при адсорбции вещества А на веществе В, если известны равновесные давления Р (или концентрации С) и адсорбция x/m:

Таблица 7

Вариант	Вещество А	Вещество B	С^.10^-3, моль/м³	р^.10^-3, Па	x/m, ммоль/кг
	CO	Уголь		1,34	0,38
	2,50	0,58
	4,25	1,016
	5,71	1,17
	7,18	3,33
	8,90	1,46
	Бензойная кислота	Уголь	0,006
0,025
0,053
0,118
Вариант	Вещество А	Вещество B	С^.10^-3, моль/м³	р^.10^-3, Па	x/m, ммоль/кг
	Этан	Цеолит



	Бензол	Уголь		0,049
	0,103
	0,273
	0,721
	Метанол	Уголь		1,28
	2,56
	3,84
	5,12
	6,40

ЗАДАНИЕ № 8

По изотерме адсорбции вещества А с помощью графического метода при температуре Т определите удельную поверхность адсорбента, если известны площадь, занимаемая одной молекулой вещества А - S₀; отношение равновесного давления Р к давлению насыщенного пара Р_s и адсорбция А:

Таблица 8

Вариант	Вещество А	T, K	S₀^.10²⁰, м²	Р/P_S	A, моль/кг
	Азот		16,2	0,04	2,20
0,09	2,62
0,16	2,94
0,20	3,11
0,30	3,58
	Азот		16,2	0,029	2,16
0,05	2,39
0,11	2,86
0,14	3,02
0,20	3,33
	Бензол			0,05	0,36
0,10	0,51
0,15	0,60
0,20	0,68
0,30	0,82
0,40	0,98
Вариант	Вещество А	T, K	S₀^.10²⁰, м²	Р/P_S	A, моль/кг
	Бензол			0,06	0,40
0,12	0,55
0,20	0,68
0,30	0,83
0,40	0,98
0,50	1,20
	Бензол			0,08	0,46
0,16	0,61
0,25	0,76
0,35	0,89
0,45	1,09
0,52	1,26
	Бензол			0,06	0,26
0,10	0,35
0,15	0,43
0,20	0,50
0,25	0,56
0,30	0,63
	Бензол			0,05	0,18
0,10	0,26
0,15	0,33
0,20	0,37
0,25	0,42
0,30	0,46
	Бензол			0,04	0,00348
0,08	0,00483
0,16	0,00624
0,22	0,00724
0,27	0,00805
	Бензол			0,05	0,31
0,10	0,53
0,15	0,69
0,20	0,83
0,25	0,96
0,30	1,10
	Бензол			0,05	0,25
0,10	0,40
0,15	0,49
0,20	0,57
0,25	0,65
0,30	0,72

основные понятия

СОРБЦИЯ [< лат. sorbere поглощать] - поглощение твердыми телами или жидкостями каких-либо веществ из окружающей среды; сорбция широко применяется в технике (см. абсорбция, адсорбция, хемосорбция) [7].

СОРБЦИЯ ж. Общее название явлений и процессов массопередачи, в которых происходит поглощение твердым телом или жидкостью вещества из окружающей среды [8].

СОРБАТ м. Химическое соединение или смесь веществ, поглощаемые сорбентом в процессе сорбции [8].

СОРБИРУЕМОСТЬ ж. Способность участвовать в процессе сорбции в качестве сорбата [8].

СОРБТИВ м. см. СОРБАТ [8].

СОРБЕНТ м. Химическое соединение или смесь веществ, поглощающие сорбат в процессе сорбции [8].

СОРБЕНТЫ [< лат.(sorbntis) поглощающий] - поглотители - твердые тела или жидкости, например активированный уголь, применяемые для поглощения каких-либо веществ из растворов или газов (с целью очистки, уничтожения дурного запаха и т. д.) [7].

АБСОРБЦИЯ [< лат. absorptio поглощение] - 1) поглощение вещества из раствора или смеси газов твердым телом или жидкостью; в отличие от адсорбции происходит во всем объеме поглотителя (абсорбента); 2) абсорбция света (или радиоволн, звука) - поглощение света (или радиоволн, звука) при прохождении через вещество. [7].

АБСОРБЕНТ [< лат. absorbens (absorbentis) поглощающий] - поглощающее вещество (см. абсорбция) [7].

АБСОРБЕНТ м. Жидкая фаза, поглощающая абсорбат в процессе абсорбции [8].

АБСОРБАТ м. Компонент системы, поглощаемый абсорбентом в процессе абсорбции [8].

АБСОРБЕР - основной аппарат установки, в которой осуществляют абсорбцию 1 [7].

АБСОРБЕР м. Аппарат, в котором осуществляется абсорбция (1). Барботажный абсорбер. Абсорбер, поверхность контакта фаз в котором создается барботированием.

Насадочный абсорбер. Абсорбер, выполненный в виде насадочной колонны.

Поверхностный абсорбер. Абсорбер, в котором поверхностью контакта фаз является зеркало неподвижной или медленно текущей жидкости.

Распыливающийабсорбер. Абсорбер, в котором поверхность контакта фаз создается распылением абсорбента.

Тарельчатый абсорбер. Барботажный абсорбер, выполненный в виде тарельчатой колонны [8].

АБСОРБТИВ м. см. АБСОРБАТ [8].

твердые тела или жидкости, например активированный уголь, применяемые для поглощения каких-либо веществ из растворов или газов (с целью очистки, уничтожения дурного запаха и т. д.) [1].

АБСОРБТИВ м. см. АБСОРБАТ [8].

АБСОРБЦИЯ ж. 1. Явление и процесс массообмена, заключающиеся в объемном поглощении компонентов газовой фазы абсорбентом. 2. Образование комплекса антиген-антитело. 3. Истощение сыворотки антигеном или вакцины антителом.

Физическая абсорбция. Абсорбция, не сопровождающаяся химическим взаимодействием между абсорбатом и абсорбентом [8].

АДСОРБЦИЯ [ лат. ad на, к + sorbere поглощать, всасывать] - поглощение вещества из раствора или газа поверхностным слоем жидкости или твердого тела; играет важную роль в биологических системах, широко применяется, в химии и технике для разделения и очистки веществ (см. также абсорбция) [7].

АДСОРБЦИЯ ж. 1. Явление концентрирования вещества из объема фаз на поверхности раздела фаз. 2. Процесс массопередачи путем адсорбции Избирательная адсорбция см. селективная АДСОРБЦИЯ.

Монослойная адсорбция. Адсорбция, сопровождаемая образованием на поверхности адсорбента единственного слоя молекул адсорбата.

Необратимаяадсорбция. Хемосорбция, осуществляющаяся за счет необратимых химических реакций.

Полислойнаяадсорбция. Адсорбция, в ходе которой на поверхности адсорбента образуется два или большее число слоев молекул адсорбата.

Селективнаяадсорбция. Адсорбция, при которой из смеси веществ адсорбируются один или некоторые ее компоненты.

Физическая адсорбция. Адсорбция, вызванная силами межмолекулярного взаимодействия адсорбента с адсорбтивом [8].

АДСОРБАТ м. Химическое соединение или смесь веществ, находящихся в адсорбированном состоянии на поверхности или в объеме пор адсорбента. [8].

АДСОРБТИВ м. Химическое соединение или смесь веществ, находящиеся в объеме жидкой иди газовой фазы и поглощаемые адсорбентом в процессе адсорбции [8].

АДСОРБЕНТ - тело, на поверхности которого происходит адсорбция распространенные адсорбенты - активированный уголь, силикагель и др. [7].

АДСОРБЕНТ м. Конденсированная фаза, на поверхности которой происходит адсорбция [8].

АДСОРБЕР - основной аппарат установки, в которой осуществляют адсорбцию [7].

АДСОРБЕР м. Аппарат, в котором осуществляется адсорбция.

Кольцевой адсорбер. Адсорбер периодического действия, в котором слой адсорбента расположен кольцом.

Адсорберс движущимся слоем адсорбента. Вертикальный адсорбер непрерывного действия, в котором зернистый слой адсорбента медленно опускается и выводится из аппарата на регенерацию. [8].

ХЕМОСОРБЦИЯ (см. хемо...) - процесс сорбции, при котором частицы поглощаемого вещества и поглотителя взаимодействуют химически. [7].

ХЕМОСОРБЦИЯ ж. Абсорбция или адсорбция, сопровождающиеся химическим взаимодействием между молекулами сорбата и сорбента [8].

ХЕМИ..., ХЕМО... - первая составная часть сложных слов, соответствующая по значению слову «химический», напр.: хемилюминесценция, хемосинтез [7].

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: