Вариант 8 (их два, спроси какой)
номер 1
1. Каковы особенности адсорбции на микропористых адсорбентах? Какое уравнение используется для описания изотермы адсорбции в микропорах?
микропористые:
rпор 0,5-1,5 нм Sуд 500÷1000 м2/г
основной особенностью адсорбции в микропорах является близость размеров пор и размеров молекул адсорбата. Из-за этого при адсорбции наблюдается ситовой эффект, то есть адсорбат, молекулы которого способны проникать в микропоры, адсорбируется значительно лучше, чем адсорбат с более крупными молекулами. В силу малого размера микропор, поля молекулярных сил противоположных стенок пор перекрываются, вследствие чего энергия взаимодействия молекулы адсорбата с окружающими ее стенками поры оказывается повышенной (как и теплота адсорбции). Все это способствует повышенной адсорбционной способности и селективности адсорбции.
Теория объемного заполнения микропор
обобщенное уравнение изотермы адсорбции теории объемного заполнения микропор
Для многих микропористых активных углей п = 2. С учетом этого, уравнение принимает вид:
, где , коэффициент аффинности, р — равновесное давление паров над поверхностью адсорбента, ps — давление насыщенных паров над чистым жидким адсорбатом, A – величина адсорбции
Это уравнение Дубинина-Радушкевича
Изотерма адсорбции в координатах уравнения Дубинина-Радушкевича
Как описать график:
ось y – lnA, ось x – (ln(ps/p))^2. Сверху оси y начинаем вести убывающую прямую Прямая доходит до оси y пунктиром, оси x не касается Расстояние от точки 0,0 то точки пересечния пунктира прямой с осью отмечаем буквой a
номер 2
2. Напишите уравнение для скорости седиментации частицы в гравитационном поле. Каковы условия применимости этого уравнения?
Седиментационный анализ в гравитационном поле применяется в основном для систем с довольно крупными частицами, таких как суспензии и эмульсии. Скорость осаждения для частиц сферической формы, выразив их объем V через радиус и учитывая, что в соответствии с законом Стокса коэффициент трения имеем:
V — объем частицы; g - ускорение свободного падения; р и ро - плотность частицы и дисперсионной среды соответственно. Полученное уравнение широко используется для определения размеров частиц по скорости их седиментации. Условия его применимости:
На практике частицы, как правило, имеют неправильную форму, и их коэффициент трения отличается от коэффициента трения сферических частиц (он больше) ). При равной массе частица неправильной формы будет оседать медленнее, чем сферическая частица. Следовательно, при использовании уравнения для определения радиусов реальных частиц, расчет дает радиус сферической частицы, которая оседает с той же скоростью, что и несферическая. Этот радиус называют радиусом эквивалентной сферы
С ростом размеров частицы оседание с постоянной скоростью сменяется ускоренным режимом оседания и переходом в турбулентный режим обтекания частицы сплошной средой. В этих условиях закон Стокса не соблюдается и уравнение не может быть использовано Верхний предел применимости закона Стокса по величине радиуса частицы можно определить для каждой конкретной системы из совместного решения уравнения и выражения для критерия Рейнольдса: отклонения от закона Стокса начинаются примерно при Re > 2
нижняя граница применимости закона Стокса определяется таким размером частиц, при котором они начинают участвовать в броуновском движении (несколько десятых долей микрометра)
В законе Стокса фигурирует вязкость дисперсионной среды, которая и определяет силу трения при прочих равных параметрах. При внутреннем трении закон Стокса соблюдается, при внешнем – нет
При малом размере частиц результаты измерения скорости седиментации могут быть искажены за счет наличия у частиц развитых поверхностных слоев, возникающих из-за наличия ДЭС и сильной гидратации.
номер 3
3. Рассчитайте и постройте интегральную кривую распределения объема пор по размерам для активированного угля, пользуясь данными по адсорбции паров бензола при 293К. При этой температуре молярный объем бензола Vм = 89*10^(-6) м3/моль, поверхностное натяжение = 28,9 мДж/м2, давление насыщенного пара = 9,93*10^3 Па.
Как объяснить график:
Ось x это r, нм, ось y это ось Vп/Vп,max,%
Должна получиться возрастающая кривая, создающая выпуклость
По оси x взять шаг 20=1 полная клетка, по оси y взять шаг 10=половина полной клетки
номер 4
4. Во сколько раз изменится толщина диффузной части ДЭС частиц дисперсной фазы при 293К в водном растворе, содержащем 3*10^(-5) моль/л NaCl, если к 1 л этого раствора добавить 0,03 г Ba(NO3)2 (M=261,3).
Добавляемый электролит является индифферентным.
