15. Объясните форму изотерм:

Изотермы типа I характерны для микропористых адсорбентов, практически не содержащих мезопор. Начальные выпуклые участки изотермы типа IV также связаны с микропорами, частично присутствующими в сорбентах со смешанной структурой; дальнейший ход этой кривой определяется полимолекулярной адсорбцией и капиллярной конденсацией. Начальный вогнутый участок изотермы типа III характерен для адсорбционных систем, в которых взаимодействие молекул адсорбата и адсорбента меньше, чем взаимодействие молекул адсорбата. Основное отличие изотермы IV типа от изотермы типа III заключается в том, что на них имеются верхние, почти горизонтальные, участки. Это объясняется тем, что объём мезопор у адсорбентов с изотермой типа IV в результате капиллярной конденсации заполняется раньше, чем относительное давление приблизится к единице.

16. Изложите состав фаз адсорбционной системы и назначения участвующих в процессе веществ.

В процессе адсорбции участвуют, как минимум, два вещества: поглощаемый компонент и твердое тело, на поверхности пор которого или в их объеме происходит концентрирование компонента. Твердый поглотитель называют адсорбентом; поглощаемое вещество, находящееся в газовой или жидкой фазе в не адсорбированном состоянии, – адсорбтивом, а после перехода в адсорбированное состояние – адсорбатом.

17. Определите характер изменения селективности ионитов для ряда одинаково заряженных ионов.

В ряду ионов одинакового заряда селективность возрастает с уменьшением размера ионов. Следует заметить, что в случае гидратации ионов их размеры определяются радиусом гидратной оболочки, величина которого уменьшается с увеличением истинного радиуса иона, т.к. удельный поверхностный заряд с увеличением последнего уменьшается.

18. Объясните влияние скорости потока внешней фазы на интенсивность процессов растворения и экстрагирования твердого вещества.

Молекулы движутся с большими скоростями, но между столкновениями друг с другом проходят чрезвычайно малые пути, а отклонения молекул после столкновения носят случайныфй характер. Отсюда следует, что направление движения молекул равнозначно. Тем не менее, диффузия всё же происходит.

19.Объясните понятие: объемная емкость ионитов.

20. Перечислите способы смещения ионообменного равновесия.

Одним из способов смещения ионообменного равновесия является использование растворов, в котором концентрация поглощаемого иона [иона В в уравнении (5.6)] не менее 0,1 н, и небольших количеств ионита, что приводит к незначительному снижению концентрации данного иона в растворе.

Другой способ смещения ионообменного равновесия заключается в создании условий для максимального вывода из зоны реакции ионов, покидающих ионит [ионов А в уравнении (5.6.)]. Это может быт достигнуто помещением навески ионита в раствор, содержащий такие ионы, катионы которых прочно связывают ионы, выделяющиеся из фазы ионита.

21. Объясните кривую распределения адсорбируемого вещества по высоте слоя адсорбента.

С течением времени в слое адсорбента высотой Н образуется три зоны (рис. 4.4):

1) зона отработанного адсорбента высотой Н₁, где достигнуто предельное использование активности поглотителя;

2) работающая зона высотой Н₀, где предельное насыщение еще не достигнуто;

3) зона высотой Н₂ невключавшегося в работу адсорбента.

Из слоя высотой Н = Н₁+Н₀ поток выходит с концентрацией поглощаемого компонента С_к = 0. При Н > Н₁+Н₀ конечная концентрация С_к>0, т.е. наблюдается «проскок» поглощаемого компонента через слой адсорбента. Отрезок времени τ, от момента входа потока в слой адсорбента до момента его выхода из слоя с концентрацией С_к = 0 (до начала проскока), называется временем защитного действия данного слоя.

Как видно из рис. 4.4, динамическая активность а_д адсорбента (средняя концентрация адсорбента, достигнутая к моменту проскока) меньше равновесной а*. В связи с этим слой высотой Н = Н₁+Н₀ условно можно представить в виде предельно насыщенной части Н_пр и части h с а = 0, характеризующей неиспользованную емкость поглотителя. Н = Н_пр + h

22. Объясните понятие: термическое уравнение адсорбции.

а = f(С, t) или а = φ(р, t), (4.1)

где С – концентрация поглощаемого компонента в исходной смеси;

р – парциальное давление поглощаемого компонента в исходной газовой смеси.

Уравнение вида (4.1) называют термическими [6], они справедливы при любых температурах.