Обработка результатов измерений
1. Рассчитать парциальное давление азота РN2 в газовой смеси по уравнению:
где Рбар- барометрическое давление, WN2 и WHe – скорости подачи азота и гелия соответственно.
2. Зная барометрическое давление, найти по номограмме температуру кипения азота. Затем по кривой упругости найти давление насыщенных паров азота PS.
3. Рассчитать
относительное давление азота:
.
Данные представить в виде таблицы.
Таблица 1
№ |
WHe, мл/мин |
WN2, мл/мин |
Wсмеси, мл/мин |
РN2, мм. рт. ст. |
PS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. По десорбционным пикам на хроматограммах рассчитать площади десорбированного азота при различных относительных давлениях:
где Sx – площадь пика, h – высота пика, d1/2 – ширина на полувысоте (полуширина).
5. Аналогичным образом найти площади пиков от известного объема азота (SN2).
6. Привести объем от известного количества азота VN2 к нормальным условиям:
где V0 – объем азота (при калибровке), приведенный к нормальным условиям; Т – комнатная температура.
7. Рассчитать объемы адсорбированного азота Vx при различных относительных давлениях:
8. Рассчитать объем азота, адсорбированного 1 г адсорбента при различных относительных давлениях V, мл/г:
где m – масса адсорбента, г.
9. Найти емкость мономолекулярного слоя Vm (мл/г) по методу БЭТ графическим способом. Для этого использовать уравнение адсорбции БЭТ:
в линеаризованной форме:
где V – удельная величина адсорбции (мл/г); C – энергетическая константа.
Построить график зависимости:
.
Найти
отрезок, отсекаемый по оси ординат,
который равен
и тангенс угла наклона прямой к оси
абсцисс:
tgα
=
.
Решив систему уравнений, найти емкость мономолекулярного слоя Vm (мл/г) и энергетическую константу С.
10. Найти емкость мономолекулярного слоя Vm расчетным путем по методу Темкина, приняв, что энергетическая константа равна 60:
11.
Найти удельную поверхность адсорбента
Sуд. по уравнению 12, зная, что для азота
q=16,2•10-20
м2.
Т.к. емкость мономолекулярного слоя
была вычислена в мл/г, то при переводе
ее в моль/г, используя уравнение
Клапейрона-Менделеева
,
можно показать, что
где 4,39 – это площадь, занимаемая 1 мл адсорбата при нормальных условиях, м2/см3.
12. Полученные данные свести в таблицу:
Таблица
№ |
P/PS |
SN2 |
Sx |
V0, мл |
Vx, мл |
V, мл/г |
Vm, мл/г |
Sуд., м2/г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13. Рассчитать среднее значение удельной поверхности адсорбента.
14. Сравнить значение удельной поверхности, найденной с использованием графического и расчетного методов.
15. Представить отчет с указанием подробного расчета всех требуемых адсорбционных параметров.