Вопросы для самопроверки

1. Что такое адгезия и когезия?

2. Что такое «контур смачивания»? Краевой угол смачивания? Как измеряется краевой угол смачивания?

3. Какова величина краевого угла смачивания, если поверхность не смачивается данной жидкостью? Если смачивается?

4. С помощью какого уравнения можно рассчитать cos О?

5. Что называется теплотой смачивания?

6. Как рассчитать коэффициент гидрофильности?

7. Что называется инверсией смачивания?

8. Что называется адсорбентом и адсорбатом?

9. В чем отличие физической и химической адсорбции?

10. Почему один из участков изотермы мономолекулярной адсорбции имеет вид горизонтальной прямой?

11. Как записать уравнение Ленгмюра и Фрейндлиха?

12. Чем отличаются изотермы адсорбции Фрейндлиха и Ленгмюра?

13. Как найти константы в уравнении Фрейндлиха, используя графический способ?

14. Как найти константы в уравнении Ленгмюра, используя зависимость 1/А – 1/с?

15. Что такое петля гистерезиса?

16. Как вычислить величину адсорбции, используя экспериментальные данные?

17. Как формулируется правило уравнивания полярностей Ребиндера?

18. Как ориентируются молекулы ПАВ у поверхности адсорбента?

19. Каково практическое значение адсорбции на границе «твердое тело – раствор»?

20. Что такое ионная адсорбция?

21. Почему при ионной адсорбции на границе раздела фаз возникает двойной электрический слой?

22. Как адсорбируемость ионов зависит от степени гидратированности одновалентных ионов?

23. Как формулируется правило Панета-Фаянса?

24. Что называется ионообменной адсорбцией?

25. Какие вещества называются ионитами? Приведите примеры.

26. Как классифицируются иониты?

27. Что такое обменная емкость ионита?

28. Для чего используется ионообменная адсорбция?

29. Как проводится умягчение и обессоливание воды?

30. Что такое регенерация ионитов? Как она проводится?

31. Как классифицируются хроматографические методы по цели проведения и технике исполнения?

32. Какие известны виды хроматографии по механизму разделения веществ?

33. Как используется хроматография?

Решение типовых задач

Задача 1. Определить графическим способом константы (К и 1/n) в уравнении изотермы адсорбции Фрейндлиха, если при адсорбции уксусной кислоты на активированном угле были получены данные:

Равновесная концентрация С, моль/л	0,018	0,039	0,062	0,126
Адсорбция А, моль/кг	0,467	0,660	0,801	1,111

Рассчитать величину адсорбции при равновесной концентрации С_х = 0,047 моль/л

Решение:

Для нахождения констант уравнения Фрейнлиха строят график зависимости lgA = f (lgC). Для этого логарифмируют исходные данные и строят по ним график.

lg C	- 1,74	- 1,41	- 1,21	- 0,89
lg A	- 0,33	- 0,18	- 0,09	0,05

lgA График отсекает от оси ординат отрезок

ОВ равный lg k = 0,42; k = 10^x = 2,63. По

B угловому коэффициенту графика находят

коэффициент 1/n .

tg 

lg C M 0 Проводят расчет величины адсорбции при

Сх по уравнению Фрейндлиха: А = КС^1/n =

2,63  0,047^0,429 = 0,708 моль/кг.

Задача 2. При изучении адсорбции бензойной кислоты на активированном угле были получены данные:

Равновесная концентрация С, кмоль/м3	1,26	2,68	4,71	8,82
Адсорбция А  1010, кмоль/кг	11,1	15,5	20,4	24,8

Определить графическим способом константы уравнения Ленгмюра и рассчитать величину адсорбции при равновесной концентрации С_х = 6,15 кмоль/м³

Решение:

Для нахождения констант уравнения Ленгмюра строят график зависимости 1/A = f (1/C). Для этого находят значения: 1/С и 1/А и откладывают их на графике.

1/C	0,79	0,37	0,21	0,11
1/A1010	0,09	0,06	0,05	0,04

1 /А10¹⁰ На графике отрезок ОВ отсекает на оси ординат 1/А_ 10¹⁰ = 0,03. Следовательно, 1/А_ = 1/0,03 10¹⁰ = 33,33 10¹⁰. Для нахождения второго коэффициента в находят величину отрезка ОК = 2/А_ = 0,06. Если ВО = ОК, то 1/в= ОМ, тогда

1/С Расчет величины адсорбции при С_х по уравнению Ленгмюра:

кмоль/кг

Задача 3. Определить равновесную концентрацию сульфацила натрия при адсорбции его на активированном угле, если константы уравнения Фрейндлиха К = 2,58 и 1/n = 0,64. Величина адсорбции 0,916 моль/кг.

Решение:

1. Для нахождения равновесной концентрации по уравнению Фрейндлиха удобно его прологарифмировать: lg A = lg K + 1/n lg C, тогда

С = 10^х = 10^{- 0,703} = 0,198 моль/кг

2. Возможно и такое решение: А = КС^1/n

Задача 4. Рассчитать величину адсорбции паров этанола на активированном угле при равновесном давлении р = 3240 Па. Константы уравнения Ленгмюра А_ = 0,0258; в = 140.

Решение: Для расчета используем уравнение Ленгмюра:

Задачи для самостоятельного решения

1 – 5. По данным таблицы рассчитайте величину адсорбции по уравнению Ленгмюра для вещества при равновесной концентрации С_х и давлении Р_х, определив константы уравнения графическим способом.

№ задачи	Вещество	Равновесная концентрац. С моль/л	Равновесное давление Р, Па	Адсорбция х/m, моль/кг	Сх, моль/л	Рх, Па
1	Уксусная кислота	0,18; 0,31; 0,62; 1,26	-	4,67; 6,24; 8,01; 11,1	0,45	-
2	Окись углерода	-	7300; 3040; 5400; 8824	2,34; 7,84; 11,9; 16,5	-	4020
3	Пропионовая кислота	0,3; 0,48; 0,58; 0,91	-	2,6; 3,2; 3,4; 4,0	0,62	-
4	Этиловый спирт	0,9; 1,84; 2,6; 5,2	-	8,4; 17,0; 24,6; 37,4	4,8	-
5	Аммиак	-	5100; 6380; 7660; 8980	8,4; 9,2; 10,0; 11,2	-	6800

6 – 10. По данным таблицы графическим способом определите константы в уравнении Фрейндлиха (1/n и К) и величину адсорбции при С_х, и давлении Р_х.

№ задачи	Вещество	Равновесная концентрац. С моль/л	Равновесное давление Р, Па	Адсорбция х/m, моль/кг	Сх, моль/л	Рх, Па
1	Капроновая кислота	0,62; 1,26; 4,71; 8,82	-	8,01; 11,1; 20,4; 24,8	0,38	-
2	Альгинат натрия	0,08; 0,27; 0,55; 1,20	-	4,6; 8,0; 10,6; 14,6	0,42	-
3	Пектин цитрусовый	0,11; 0,04; 0,082; 0,182	-	0,68; 1,19; 1,58; 2,18	0,15	-
4	Пары метанола	-	5140; 6420; 7700; 9020	8,9; 9,7; 10,5; 11,7	-	3800
5	Пары метанола	-	1180; 2460; 3740; 5020	7,0; 7,5; 7,8; 8,1	-	4250