Задачи для самостоятельного решения

1. Найти степень заполнения поверхности аэросила при адсорбции натриевой соли бензилпенициллина из растворов с концентрацией 0,004; 0,0075; 0,011 М, если адсорбция описывается уравнением Лэнгмюра с константой адсорбционного равновесия равной 790 М^–1.

(Ответ: 0,76; 0,86; 0,897)

2. Степень адсорбции пропионовой кислоты из водного раствора углем массой 2 г составила 60%. Определите массу пропионовой кислоты (г) в 1 л водного раствора до адсорбции, если удельная адсорбция равна 2,32·10^–3 моль/г.

(Ответ: 0,572 г)

3. В результате изучения сорбции натриевой соли бензилпенициллина из водного раствора на поверхности адсорбента получены следующие данные:

с103, моль/л	0,25	0,5	2	6
а102, моль/г	1,88	2,80	4,98	6,20

Рассчитать константу адсорбционного равновесия и предельную величину адсорбции, если процесс сорбции описывается уравнением Лэнгмюра.

(Ответ K = 1,61 м³/моль; 1/а_∞ = 15,26 г/моль)

4. Рассчитать адсорбцию уксусной кислоты при концентрации 0,5 кмоль/м³. По опытным данным определить графически константы уравнения Ленгмюра.

с, моль/л	0,26	0,44	0,54	0,87	1,11
а, мкмоль/м2	0,22	0,28	0,30	0,36	0,40

(Ответ: K = 0,177 л/моль; а_∞ = 5 мкмоль/ м²; а = 0,406 мкмоль/ м²)

5. Постройте кривую адсорбции ацетона на активированном угле при 231С по следующим данным:

сацет, ммоль/л	2,34	14,65	88,62	177,7	268,97
, ммоль/г	0,208	0,618	1,50	2,08	2,88

Используя уравнение Фрейндлиха, рассчитайте количество ацетона, адсорбированного на 1 г угля при с_ацет = 125 ммоль/л.

(Ответ: 1,78 ммоль/г)

6. При 77,5 К на серебряном катализаторе была снята изотерма адсорбции криптона, которая характеризуется следующими данными:

р, мм рт.ст.	0,0992	0,1800	0,3686	0,5680	0,6843
V газа, адсорбированного 1 кг катализатора, см3/г	0,0127	0,0150	0,0176	0,0190	0,0198

Рассчитайте константы в уравнении БЭТ, удельную поверхность катализатора, приняв площадь одной молекулы криптона равной 19,5·10^–20 м², плотность раствора криптона равна 3,739 г/л, давление насыщенного пара криптона 2,57 мм рт.ст.

(Ответ: 68 м²/г; 0,5; 763,05 см²/г)

7. При изучении адсорбции метанола получены данные

р, кПа	1,28	2,56	3,84	5,12	6,40
а, ммоль/г	7,5	8,0	8,3	8,6	8,8

Рассчитайте адсорбцию метанола при давлении 4,05 кПа.

(Ответ: 8,63 ммоль/г)

8. В 150 мл раствора H₂SO₄ с концентрацией 0,110 моль/л ввели 3 г сильноосновного анионита в ОН^–-форме. После установления равновесия ионного обмена отобрали 50 мл раствора, для нейтрализации которого потребовалось 22 мл раствора КОН концентрацией 0,05 моль/л. Рассчитайте ПОЕ анионита.

(Ответ: 9,9 экв/кг).

9. Полная обменная емкость сухого сульфокатионита в Na⁺-форме равна 4,8 моль/кг. Определите предельно возможное количество (в г) кобальта (II) и бария (II), которое может сорбировать из соответствующих растворов 1 кг исходного ионита.

(Ответ: 141,4 г Со, 329,6 г Ва)

10. Полная обменная емкость анионита в Cl^– - форме равна 4,2 моль/кг. Рассчитайте предельно возможное количество (в г) кобальта (II) и золота (III), которое может сорбировать 1 кг исходного ионита из растворов хлороводородной кислоты, если указанные элементы находятся в виде комплексных анионов [CоCl₄]^2– и [AuCl₄]^–.

(Ответ: 124 г Со, 827 г Au)

11. Ввели 3 г полистирольного сульфокатионита в Н⁺-форме, полная обменная емкость которого 5,12 экв/кг, в 0,2 л водного раствора CsCl исходной концентрации 8·10^–2 моль/л. Определите равновесные концентрации ионов Н⁺ и Cs⁺ в растворе и в ионите, если константа ионообменного равновесия равна 2,7.

(Ответ: 3,25 экв/кг (в ионите); 31,28 экв/м³ (в растворе))