Площадь занимаемая одной молекулой азота в адсорбционном слое 0,16 нм2

11. По изотерме адсорбции азота определить удельную поверхность адсорбента

(Т=77 К, S0=16,2·10^-20 м²). (Варианты 1-5).

1. Р/Рs ………. 0,04 0,09 0,16 0,20 0,30

А, моль/кг….2,20 2,62 2,94 3,11 3,58

2. Р/Рs …………0,029 0,05 0,11 0,14 0,20

А, моль/кг………..2,16 2,39 2,86 3,02 3,33

3. Р/Рs ………….0,02 0,04 0,08 0,14 0,16 0,18

А, моль/кг………..1,86 2,31 2,72 3,07 3,12 3,23

Для следующих двух вариантов объем адсорбированного газа приведен к нормальным условиям:

4. Р/Рs …………….…0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

А ·10² м³/кг……………..0,70 1,10 1,17 1,32 1,45 1,55

5. Р/Рs……………….0,029 0,05 0,11 0,14 0,18 0,20

А ·10² м³/кг……..……..0,48 0,54 0,64 0,68 0,72 0,75

12. По изотерме адсорбции бензола определить удельную поверхность

адсорбента. Т=293 К, S0=49•10^-20 м². Объем адсорбированного газа приведен к нормальным условиям (варианты 1-4):

1. Р/Рs…………………….0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

А·10², м³/кг………………..0,86 1,20 1,40 1,60 1,80 1,90

2. Р/Рs…………………….0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35

А·10², м³/кг……….………..1,15 1,37 1,55 1,71 1,86 1,99

3. Р/Рs…………………….0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35

А·10², м³/кг………………..0,89 1,09 1,27 1,45 1,60 1,78

4. Р/Рs…………………….0,08 0,16 0,25 0,35 0,45 0,52

А·10², м³/кг………..… ……1,03 1,37 1,70 1,99 2,44 2,82

13. По изотерме адсорбции бензола определить удельную поверхность

адсорбента. Т=293 К, S0=49·10^-20 м²(варианты 1-3).

1. Р/Рs ……………..0,05 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40

А, моль/кг…...………0,36 0,51 0,60 0,68 0,82 0,98

2. Р/Рs …………...….0,06 0,12 0,20 0,30 0,40 0,50

А, моль/кг…...………..0,08 0,16 0,25 0,35 0,45 0,52

3. Р/Рs …………...….0,46 0,61 0,76 0,89 1,09 1,26

14. Построить изотерму адсорбции нитролигнина на глине и определить константы уравнения Фрейндлиха по следующим экспериментальным данным:

Концентрация водного раствора нитролигнина

С, %………………………….0,12 0,24 0,44 0,65 0,98 1,2

Величина адсорбции

Г· 10³, кг/кг……………………5,0 12,0 21,0 26,0 35,0 38,0.

15. Пользуясь экспериментальными данными ионного обмена ионов кальция (Г₁с₁) и натрия (Г₂с₂) на синтетическом катионите, определить графически константу уравнения Никольского К:

в растворе…………….0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8

на сорбенте…………..0,75 1,0 1,5 1,8 2,4 3,1.

16. Пользуясь константами уравнения Фрейндлиха k=4,17·10^-3, 1/n=0,4, рассчитать и построить изотерму адсорбции углекислого газа на угле для следующих интервалов давления: 100·10², 200·10², 400·10², 500·10² Н/м².

17. Пользуясь константами уравнения Фрейндлиха k=3,2·10^-3, 1/n=0,6 построить кривую адсорбции углекислого газа на угле в интервале давлений от 5·10² до 25·10² Н/м².

18. По данным сорбции углекислого газа на угле построить изотерму адсорбции и определить константы изотермы адсорбции Фрейндлиха:

Равновесное давление

Р ·10^-2, Н/м²……………..5,0 10,0 30,0 50,0 75,0 100,0

Величина сорбции

Г ·10³, кг/кг……………..30, 5,5 16,0 23,0 31,0 35,0.

19. При изучении реакций обмена Mg-ионов из чернозема с ионами Ca из внесенных минеральных удобрений получены следующие результаты:

Концентрация ионов в растворе Количество сорбированных катионов

С ·10³, кмоль/м³ Г ·10⁵,кмоль/кг

Mg Ca Mg Ca

2,41 4,75 8,12 42,88

2,25 5,00 7,70 43,30

2,00 5,10 6,90 44,10

1,84 5,50 6,10 44,90

1,53 5,87 4,54 46,46

1,37 5,99 4,12 46,88

Графическим методом определить константу уравнения Никольского.

20. Оределить константу уравнения Никольского К, используя экспериментальные данные реакций обмена ионов Ca из почвы на ионы Na из раствора натриевой соли.

Концентрация ионов в растворе Na…3,26 6,60 13,80 21,25 38,41 65,19

С ·10³, кмоль/м³ Ca.…37,84 36,72 34,62 31,87 26,16 17,10

Количество сорбированных Na….0,28 0,60 1,20 1,89 3,18 7,62

ионов Г ·10⁵, кмоль/кг Ca…39,72 39,56 39,40 38,93 38,68 37,40

21. Пользуясь экспериментальными данными реакций обмена ионов ионов Na из раствора натриевой соли на ионы Mg из почвы, определить графически константу уравнения Никольского:

Концентрация ионов в растворе Количество сорбированных ионов

С·10³,кмоль/м³ на почве Г.10⁵, кмоль/кг

Na Mg Na Mg

13,82 41,92 1,16 25,40

21,25 38,30 1,89 26,13

38,19 31,90 3,62 27,20

65,0 21,14 8,01 29,32

79,25 14,73 11,66 32,84

22. Используя экспериментальные данные адсорбции анилина из его водного раствора на угле, определить графически константы уравнения Лэнгмюра и построить изотерму адсорбции для следующих с₁:

C₁· 10⁴, кмоль/м³……………………3 5 10 15 20

Концентрация раствора

анилина с·10⁴, кмоль/^м …………1,0 4,0 7,5 12,5 17,5

Величина сорбции

А ·10⁹,кмоль/м² …………….……0,3 0,58 0,70 0,87 0,92

23. По экспериментальным данным построить кривую адсорбции углекислого газа на цеолите при 293º и с помощью графического метода определить константы уравнения Лэнгмюра:

Равновесное давления

Р· 10^-2, н/м²……………….1,0 5,0 10,0 30,0 75,0 100,0 200,0

Величина адсорбции

А· 10³, кг/кг………………35,0 86,0 112,0 152,0 174,0 178,0 188,0

24. Используя уравнение Лэнгмюра, вычислить величину адсорбции азота на цеолите при давлении р =2,8·10², если А_∞= 38,9·10^-3 кг/кг, а k =0,156·10^-2.

25. Найти площадь, приходящуюся на одну молекулу в насыщенном адсорбционном слое анилина на поверхности его водного раствора, если предельная адсорбция А_∞ =6,0·10^-9 кмоль/м

26. По экспериментальны данным адсорбции углекислого газа на активированном угле, найти константы уравнения Лэнгмюра, пользуясь которыми рассчитать и построить изотерму адсорбции:

Равновесное давление

P ·10^-2, Н/м₂……………..9,9 49,7 99,8 200,0 297,0 398,5

Величина адсорбции

Г ·10³, кг/кг……………..32,0 70,0 91,0 102,0 107,3 108,0.

27. По константам уравнения Лэнгмюра А_∞ =182·10^-3 и k =0,1·10^-2 рассчитать и построить изотерму адсорбции углекислого газа на активированном угле в пределах следующих равновесных давлений газа: 10·10² – 400·10² Н/м.

28. Построить кривую адсорбции углекислого газа на активированном угле при 231^º и определить константы эмпирического уравнения Фрейндлиха, пользуясь следующими экспериментальными данными:

Равновесное давление

Р ·10^-2, Н/м²………………10,0 44,8 100,0 144,0 250,0 452,0

Величина адсорбции

А ·10³, кг/кг……………….32,3 66,7 96,2 117,2 145,0 177,0.

29. Используя константы эмпирического уравнения Фрейндлиха k =1,6·10^-3 и 1/n =0,48, построить кривую адсорбции углекислого газа на активированном угле при 271^º в интервале давлений от 2·10² до 30·10² Н/м².

30. Определить постоянные эмпирического уравнения Фрейндлиха, используя следующие данные для адсорбции при 231К углекислого газа на угле из коксовой скорлупы:

Р, Па·10^-3……………….1,000 4,480 10,000 14,40 25,0 45,2

А, кг/кг·10²………………3,23 6,67 9,62 11,72 14,5 17,7.

31. Вычислите площадь поверхности катализатора, если для образования монослоя на нем должно адсорбироваться 103 см³/г азота (объем приведен к 760 мм рт.ст. и 0ºС). Адсорбция измеряется при температуре 195ºС. Эффективная площадь, занимаемая молекулой азота при этой температуре, равна 16,2 А².

32.Площадь поверхности 1 г активированного угля равна 1000 м². Какое количество аммиака может адсорбироваться на поверхности 45 г угля при 45ºС и 1 атм, если принять в качестве предельного случая полное покрытие поверхности? Диаметр молекулы аммиака равен 3·10^-10 м. Принимается, что молекулы касаются друг друга так, что центры четырех соседних сфер расположены в углах квадрата.

33. Ниже представлены данные по хемосорбции водорода на порошке меди при 25ºС. Подтвердите, что они подчиняются изотерме Ленгмюра. Затем найдите значение К для адсорбционного равновесия и адсорбционный объем, соответствующий полному покрытию.

Р, мм рт ст…………………..0,19 0,97 1,90 4,05 7,5 11,95

V_а, см³……………………….0,042 0,163 0,221 0,321 0,411 0,471.

34. Определите, какая изотерма – Лэнгмюра или Фрейндлиха – лучше соответствует данным для адсорбции метана на 10 г сажи при 0ºС, приведенным ниже:

Р, мм рт ст …………….100 200 300 400

V_a, см³………………….97,5 144 182 214.

Глава 6. Электрокинетические явления в дисперсных системах

Электрокинетические явления, наблюдаемые в дисперсных системах, представляют собой либо относительное смещение фаз под действием внешнего электрического поля (электроосмос, электрофорез), либо возникновение разности потенциалов в направлении относительного движения фаз, вызываемого гидродинамическими силами (потенциал течения, потенциал седиментации).

Электроосмос и электрофорез были обнаружены в 1808г. Ф.Ф. Рейсом, потенциал течения ¾ в 1859г. Г. Квинке, потенциал седиментации ¾ в 1878г. Е. Дорном.

Дата добавления: 2015-08-31