Приклади розв’язування задач. Задача 1. Обчисліть величину адсорбції пропіонової кислоти на поверхні поділу 0,5 моль/дм3 водний розчин-повітря при 293 К

Задача 1. Обчисліть величину адсорбції пропіонової кислоти на поверхні поділу 0,5 моль/дм³ водний розчин-повітря при 293 К, якщо залежність поверхневою натягу від концентрації виражається рівнянням Шишковського σ = 72,75∙10^-3 – 2,5∙10^-3 ln(1 + 7,73с).

Розв’язування. У приведене рівняння Шишковського підставляємо відповідні значення:

σ = 72,75∙10^-3 – 2,5∙10^-3 ln(1 + 7,73с) = 72,75∙10^-3 – 2,5∙10^-3ln(1 + 7,73 ∙0,5) = 68,8 ∙10^-3 Н/м

Величину адсорбції визначаємо за формулою:

Відповідь. Г = 1,6∙10^-6 моль/м².

Задача 2. Визначити поверхневий надлишок (моль/м²) при 10 °С для розчину, що містить 50 мг/л пеларгонової кислоти (С₁₈Н₁₇СООН). Поверхневий натяг води при цій температурі 74,22∙ 10^-3 Н/м, а розчину, що досліджується – 57,0 ∙ 10^-3 Н/м.

Розв’язування. Для визначення поверхневого надлишку використовуємо формулу Гіббса:

де с₂ – молярна концентрація пеларгонової кислоти (кмоль/м³), с₁ = 0.

Визначаємо величину

Відповідь: Г > 0, адсорбція позитивна.

Задача 3. Оцтову кислоту адсорбували з водного розчину 1 кг тваринного вугілля при 298 К. Після досягнення рівноваги добуто такі дані:

Початкова концентрація СН₃СООН, моль/л 0,485 0,655 0,863 1,236 2,511 3,362;

Рівноважна концентрація СН₃СООН, моль/л 0,018 0,031 0,062 0,126 0,471 0,882.

Визначити константи k і 1/ n графічним методом.

Розв'язування. Адсорбцію оцтової кислоти визначаємо за різницею між початковою і рівноважною концентраціями:

Г, моль/кг 0,467 0,624 0,801 1,11 2,04 2,48.

Знаходимо логарифми рівноважних концентрації і відповідних величин адсорбції і будуємо графік логарифмічної ізотерми адсорбції (рис.):

lgc	-1,7447	-1,5086	-1,2078	-0,8996	-0,3270	-0,0545
lgГ	-0,3307	-0,2048	-0,0964	-0,0453	0,3096	0,3845

Рис. Логарифмічна ізотерма адсорбції оцтової кислоти тваринним вугіллям

За рисунком знаходимо: lg k = 0,445, звідки k = 2,786.

1/n = tg φ = ВС/АС = 0,62/1,4 = 0,44.

Відповідь: k = 2,786; 1/n = 0,44.

Дата добавления: 2014-11-29