- •3.2. Полимолекулярная адсорбция
- •3.3. Адсорбция на пористых адсорбентах Классификация пор
- •Микропористые адсорбенты
- •Мезопористые адсорбенты
- •Решение типовой задачи по полимолекулярной адсорбции
- •Расчет распределения пористого пространства адсорбента по размерам пор
- •Решение задачи на ртутную порометрию
- •Многовариантные задачи
- •Решение типовых задач на устойчивость и коагуляцию
Многовариантные задачи
3.29. В результате низкотемпературной адсорбции азота на волокне получены данные, приведенные в таблице 3.7. Используя уравнение изотермы адсорбции БЭТ определите удельную активную поверхность волокна. Площадь, занимаемая одной молекулой азота в насыщенном мономолекулярном адсорбционном слое А0 = 16,2 5*10-20 м2 . Плотность азота при нормальных условиях = 1,25 *10-3 г/см3. Адсорбция азота выражена в см3 при нормальных условиях в расчете на 1 г адсорбента
Таблица 3.7.
|
Вариант |
Равновесная адсорбция азота на волокнах(V·102, см3/г) при относительном равновесном давлении (Р/Рs·102) | ||||||||||
|
Р/Рs·102 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 | |
|
1 |
Хлопок |
5,5 |
7,6 |
9,0 |
10,2 |
11,0 |
11,8 |
- |
- |
- |
- |
|
2 |
Лен |
- |
3,2 |
4,6 |
5,6 |
6,5 |
7,2 |
7,8 |
8,4 |
- |
- |
|
3 |
Полиэфир |
1,4 |
2,2 |
2,5 |
2,9 |
3,1 |
3,4 |
3,6 |
- |
- |
- |
|
4 |
Шерсть |
3,5 |
6,0 |
- |
8,7 |
9,6 |
10,4 |
10,9 |
- |
- |
- |
|
5 |
Полиамид |
- |
0,9 |
- |
1,6 |
- |
2,1 |
- |
2,5 |
- |
2,7 |
|
6 |
Лавсан |
- |
1,6 |
4,2 |
- |
5,6 |
6,4 |
7,0 |
- |
7,9 |
- |
|
7 |
Капрон |
- |
1,9 |
3,0 |
- |
4,8 |
5,7 |
- |
6,3 |
7,0 |
- |
|
8 |
Хлорин |
- |
1,8 |
- |
3,0 |
4,0 |
- |
4,9 |
5,4 |
5,9 |
6,2 |
|
9 |
Шелк |
4,8 |
7,2 |
8,5 |
9,6 |
|
11,6 |
|
12,5 |
|
|
|
10 |
Моноацетат целлюлозы |
0,7 |
1,5 |
2,2 |
2,7 |
3,0 |
3,2 |
3,3 |
3,7 |
4,6 |
- |
|
11 |
Гидратцеллюлоза |
- |
- |
1,5 |
2,3 |
2,8 |
3,1 |
3,3 |
- |
3,8 |
- |
|
12 |
Вискоза |
3,4 |
- |
5,0 |
6,7 |
8,0 |
- |
9,4 |
- |
- |
- |
|
13 |
Х/б расшлихт. |
4,0 |
7,5 |
9,2 |
10,0 |
10,8 |
11,4 |
12,0 |
13,0 |
15,2 |
17,3 |
|
14 |
Целлюлоза |
2,5 |
5,5 |
7,3 |
8,0 |
8,6 |
9,4 |
9,8 |
10,7 |
12,6 |
15,0 |
|
15 |
Х/б отваренное |
3,2 |
6,6 |
8,4 |
9,0 |
9,7 |
10,5 |
11,2 |
12,3 |
14,1 |
16,0 |
|
16 |
Х/б отбеленное |
5,0 |
8,8 |
10,5 |
11,0 |
11,9 |
12,6 |
13,1 |
14,1 |
16,2 |
18,3 |
|
17 |
Х/б мерсер. |
6,0 |
9,7 |
11,0 |
12,0 |
12,9 |
13,7 |
14,2 |
15,1 |
17,2 |
19,2 |
|
18 |
Диацетат целлюлозы |
4,0 |
7,5 |
9,2 |
10,0 |
10,8 |
11,4 |
12,0 |
13,0 |
15,2 |
17,3 |
|
19 |
Триацетат целлюлозы |
2,5 |
5,5 |
7,3 |
8,0 |
8,6 |
9,4 |
9,8 |
10,7 |
12,6 |
15,0 |
|
20 |
Хлорин |
3,2 |
6,6 |
8,4 |
9,0 |
9,7 |
10,5 |
11,2 |
12,3 |
14,1 |
16,0 |
|
21 |
Полипропилен |
5,0 |
8,8 |
10,5 |
11,0 |
11,9 |
12,6 |
13,1 |
14,1 |
16,2 |
18,3 |
|
22 |
Целлюлоза отб. |
6,0 |
9,7 |
11,0 |
12,0 |
12,9 |
13,7 |
14,2 |
15,1 |
17,2 |
19,2 |
3.30. Используя уравнение БЭТ, рассчитать полную активную поверхность волокон по результатам определения адсорбции паров воды температуре Т=293 К. Молярный объем воды Vm= 1,8·10-5 м3/моль. Площадь, занимаемая одной молекулой воды в насыщенном мономолекулярном адсорбционном слое А0 = 18,5·10-20 м2
Таблица 3.8
|
Вариант |
Равновесная адсорбция воды на волокнах(Vs·102, см3/г) при относительном равновесном давлении (Р/Рs·102) | ||||||||||
|
Р/Рs·102 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 | |
|
23 |
Шерсть |
2,0 |
3,2 |
4,1 |
4,6 |
5,2 |
5,5 |
5,7 |
6,3 |
7,3 |
9,4 |
|
24 |
Гидратцеллюлоза |
2,1 |
3,4 |
4,3 |
4,9 |
5,5 |
5,8 |
6,0 |
6,6 |
7,7 |
9,7 |
|
25 |
Вискоза |
2,3 |
3,7 |
4,6 |
5,2 |
5,8 |
6,1 |
6,3 |
6,9 |
8,0 |
10,0 |
|
26 |
Х/б расшлих-тованное |
2,5 |
4,0 |
4,9 |
5,5 |
6,1 |
6,4 |
6,6 |
7,2 |
8,3 |
10,3 |
|
27 |
Целлюлоза |
2,7 |
4,3 |
5,2 |
5,8 |
6,4 |
6,7 |
6,9 |
7,5 |
8,6 |
10,6 |
|
28 |
Х/б отваренное |
2,9 |
4,6 |
5,5 |
6,1 |
6,6 |
7,0 |
7,2 |
7,8 |
8,9 |
10,9 |
|
29 |
Х/б отбеленное |
3,1 |
4,9 |
5,8 |
6,4 |
6,9 |
7,3 |
7,5 |
8,1 |
9,2 |
11,2 |
|
30 |
Х/б мерсери-зованное |
3,3 |
5,2 |
6,1 |
6,7 |
7,2 |
7,6 |
7,8 |
8,4 |
9,5 |
11,5 |
|
31 |
Целлюлоза отб. |
3,6 |
5,5 |
6,4 |
7,0 |
7,5 |
7,9 |
8,1 |
8,7 |
9,8 |
11,8 |
|
32 |
Хлопок |
3,9 |
5,8 |
6,7 |
7,3 |
7,8 |
8,1 |
8,4 |
8,9 |
10,1 |
12,1 |
|
33 |
Лен |
4,1 |
6,1 |
7,0 |
7,6 |
8,1 |
8,4 |
8,7 |
9,2 |
10,4 |
12,4 |
Расчет распределения пор по размерам по результатам определения адсорбции
1.(3.12).Построить кривую капиллярной конденсации, рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по размерам (радиус) по данным конденсации паров метилового спирта на активированном угле при температуре Т=293 К (Vm=4,06·10-5 м3/моль, = 22,6·10-3 дж/м2)
|
p/ps |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
|
Гадсорб·103, моль/кг |
24,0 |
28,3 |
31,0 |
36,0 |
46,0 |
55,0 |
|
Гдесорб·103, моль/кг |
24,0 |
32,0 |
37,0 |
44,0 |
50,0 |
55,0 |
2(3.13). Построить кривую капиллярной конденсации, рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по размерам (радиус) по данным конденсации паров бензола на активированном угле при температуре Т=293 К (Vm=8,9·10-5 м3/моль, =28,9·10-3 дж/м2)
|
p/ps |
0,19 |
0,3 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
0,99 |
|
Гадсорб·103, моль/кг |
4,5 |
5,4 |
6,5 |
10,2 |
14,4 |
17,0 |
20,0 |
|
Гдесорб·103, моль/кг |
4,5 |
6,2 |
9,0 |
13,9 |
17,6 |
19,0 |
20,0 |
3(3.14). Построить кривую капиллярной конденсации, рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по размерам (радиус) по данным конденсации паров бензола на активированном угле при температуре Т=293 К (Vm=8,9·10-5 м3/моль, =28,9·10-3 дж/м2). ps=99,3·102, Па
|
P·102,Па |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
99 |
|
Гадсорб·103, моль/кг |
4,8 |
5,4 |
6,5 |
7,9 |
9,6 |
12,0 |
14,4 |
17,6 |
20,0 |
|
Гдесорб·103, моль/кг |
4,8 |
6,2 |
9,0 |
11,8 |
14,2 |
15,9 |
17,1 |
19,1 |
20,0 |
4(3.15). Построить кривую капиллярной конденсации, рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по размерам (радиус) по данным конденсации паров воды на активированном угле при температуре Т=293 К (Vm= 1,8·10-5 м3/моль, = 72,75·10-3 дж/м2). ps=23,4·102, Па
|
P*102,Па |
4,65 |
9,3 |
14 |
18,7 |
20,9 |
23,3 |
|
Гадсорб·103, моль/кг |
0,5 |
1,5 |
8,5 |
20,0 |
24,0 |
28,5 |
|
Гдесорб·103, моль/кг |
0,5 |
1,65 |
13,0 |
27,0 |
28,0 |
28,5 |
5(3.16). Построить кривую капиллярной конденсации, рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по размерам (радиус) по данным конденсации паров воды на активированном угле при температуре Т = 293 К (Vm=1,8·10-5 м3/моль, = 72,75·10-3 дж/м2). ps=23,4·102, Па
|
P*102,Па |
5,32 |
10,0 |
11,3 |
12,5 |
14,7 |
17,3 |
20,0 |
23,3 |
|
Гадсорб·103, моль/кг |
0,5 |
2,3 |
4,0 |
5,0 |
10,0 |
16,0 |
20,0 |
28,5 |
|
Гдесорб·103, моль/кг |
0,5 |
3,7 |
5,0 |
7,5 |
15,0 |
23,0 |
27,6 |
28,5 |
6(3.17). Построить кривую капиллярной конденсации, рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по размерам (радиус) по данным конденсации паров воды на активированном угле при температуре Т=293 К (Vm=1,8·10-5 м3/моль, = 72,75·10-3 дж/м2).
|
P/Ps |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
Гадсорб·103, моль/кг |
6,5 |
9,0 |
11,5 |
14 |
22,5 |
26,5 |
30 |
|
Гдесорб··103, моль/кг |
7,0 |
10,3 |
13,5 |
16,5 |
25,0 |
27,6 |
30,0 |
7(3.18). Построить кривую капиллярной конденсации, рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по размерам (радиус) по данным конденсации паров воды на активированном угле при температуре Т=293 К (Vm=1,8·10-5 м3/моль, =72,75·10-3 дж/м2).
|
P/Ps |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
Гадсорб·103, моль/кг |
3,75 |
5,3 |
6,2 |
8,75 |
10,4 |
12,5 |
13,2 |
|
Гдесорб·103, моль/кг |
5,7 |
7,0 |
7,9 |
10,0 |
11,5 |
13,0 |
13,2 |
8(3.19).Построить кривую капиллярной конденсации, рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по размерам (радиус) по данным конденсации паров воды на синтетическом полиамиде при температуре Т=293 К (Vm=1,8·10-5 м3/моль, =72,75·10-3 дж/м2). Рs=23,4·102, Па
|
P·102,Па |
2,94 |
5,86 |
11,7 |
17,5 |
20,2 |
23,4 |
|
Гадсорб·103, моль/кг |
1,0 |
1,4 |
1,7 |
2,3 |
3,0 |
5,0 |
|
Гдесорб·103, моль/кг |
1,1 |
1,5 |
2,0 |
2,6 |
3,5 |
5,0 |
9(3.20). Построить кривую капиллярной конденсации, рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по размерам (радиус) по данным конденсации паров воды на глине при температуре Т=293 К (Vm=1,8·10-5 м3/моль, =72,75·10-3 дж/м2). ps=23,4·102, Па
|
P·10-2,Па |
2,34 |
4,68 |
7,03 |
9,35 |
11,7 |
14,0 |
16,4 |
21,0 |
23,4 |
|
Гадсорб·103, моль/кг |
4,0 |
6,0 |
7,3 |
8,3 |
9,0 |
9,5 |
10,0 |
12,6 |
17,0 |
|
Гдесорб·103, моль/кг |
4,0 |
6,0 |
7,3 |
8,3 |
9,0 |
11,0 |
11,6 |
14,0 |
17,0 |
10 (3.21). Построить кривую капиллярной конденсации, рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по размерам (радиус) по данным конденсации паров воды на силикагеле при температуре Т=293 К (Vm=1,8·10-5 м3/моль, =72,75·10-3 дж/м2).
|
P/Ps |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
|
Гадсорб·103, моль/кг |
1,75 |
3,22 |
3,6 |
4,67 |
5,55 |
6,7 |
6,9 |
9,18 |
|
Гдесорб·103, моль/кг |
2,66 |
3,78 |
4,90 |
6,16 |
6,95 |
7,70 |
8,45 |
9,22 |
11 (3.22). Построить кривую капиллярной конденсации, рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по размерам (радиус) по данным конденсации паров метилового спирта на активированном угле при температуре Т=293 К (Vm=4,06·10-5 м3/моль, =22,6·10 -3 дж/м2) Ps=12,8·103, Па
|
P*10-3, Па |
1,28 |
2,56 |
3,84 |
5,12 |
6,4 |
7,68 |
9,0 |
10,2 |
|
Гадсорб·103, моль/кг |
7,5 |
8,0 |
8,3 |
8,6 |
9,4 |
10,2 |
11,4 |
13,0 |
|
Гдесорб·103, моль/кг |
7,5 |
8,3 |
9,0 |
9,6 |
10,2 |
11,0 |
11,7 |
13,0 |
12 (3.23).Построить кривую капиллярной конденсации, рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по размерам (радиус) по данным конденсации паров метилового спирта на силикагеле при температуре Т=293 К (Vm=4,06·10-5 м3/моль, =22,6·10-3 дж/м2) Ps=12,8·103, Па
|
P*10- 3, Па |
1,6 |
3,2 |
6,4 |
7,9 |
9,6 |
11,0 |
12,8 |
|
Гадсорб·103, моль/кг |
2,5 |
3,5 |
4,8 |
6,3 |
13,0 |
19,0 |
22,5 |
|
Гдесорб·103, моль/кг |
2,5 |
3,5 |
4,8 |
6,5 |
17,5 |
21,2 |
22,5 |
13 (3.24). Построить кривую капиллярной конденсации, рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по размерам (радиус) по данным конденсации паров метилового спирта на силикагеле при температуре Т=293 К (Vm=4,06·10-5 м3/моль, =22,6·10-3 дж/м2)
|
P/Ps |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
Гадсорб·103, моль/кг |
0,8 |
1,3 |
1,6 |
2,32 |
3,4 |
3,87 |
|
Гдесорб·103, моль/кг |
0,8 |
1,3 |
1,7 |
3,0 |
3,7 |
3,87 |
Расчет распределения пор по размерам по результатам ртутной порометрии
3.32.Рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения объема пор активированного угля по размерам по данным ртутной порометрии, приведенным в таблице. Поверхностное натяжение ртути = 470·10-3, Дж/м2. = 140o.
Таблица 3.9 (продолжение)
|
Вариант |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
|
Р·10-5, Па |
Объем пор V·106, м3/кг | |||||||
|
9 |
7 |
5 |
2 |
2 |
3 |
6 |
8 |
10 |
|
16 |
35 |
33 |
30 |
31 |
32 |
34 |
36 |
38 |
|
20 |
134 |
132 |
129 |
130 |
131 |
133 |
135 |
137 |
|
29 |
179 |
177 |
174 |
175 |
176 |
178 |
180 |
182 |
|
38 |
195 |
193 |
190 |
191 |
192 |
194 |
196 |
198 |
|
46 |
211 |
209 |
206 |
207 |
208 |
210 |
212 |
214 |
|
55 |
216 |
214 |
211 |
212 |
213 |
215 |
217 |
219 |
|
65 |
221 |
219 |
216 |
217 |
218 |
220 |
222 |
224 |
|
92 |
228 |
224 |
223 |
224 |
225 |
225 |
230 |
232 |
|
142 |
231 |
229 |
226 |
227 |
228 |
230 |
232 |
234 |
|
195 |
235 |
233 |
230 |
231 |
232 |
234 |
236 |
238 |
|
255 |
238 |
236 |
233 |
234 |
235 |
237 |
239 |
241 |
|
349 |
243 |
241 |
238 |
239 |
240 |
242 |
244 |
246 |
|
461 |
245 |
245 |
242 |
243 |
244 |
246 |
247 |
248 |
|
553 |
246 |
245,5 |
243 |
244 |
245 |
248 |
248 |
248,6 |
|
641 |
246,5 |
246 |
243,5 |
244,2 |
245,4 |
249 |
248,4 |
248,9 |
|
722 |
247 |
246,9 |
243,9 |
244,4 |
245,9 |
249,5 |
248,6 |
249,1 |
Таблица 3.9 (продолжение)
|
Вариант |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
32 |
|
Р·10-5, Па |
Объем пор V·106, м3/кг | ||||||||||
|
5 |
8 |
6 |
10 |
12 |
4 |
5 |
7 |
8 |
5 |
7 |
9 |
|
9 |
47 |
44 |
50 |
54 |
40 |
41 |
45 |
46 |
53 |
55 |
57 |
|
12 |
98 |
98 |
91 |
95 |
94 |
95 |
97 |
98 |
100 |
102 |
104 |
|
16 |
155 |
150 |
158 |
162 |
146 |
147 |
149 |
150 |
139 |
141 |
143 |
|
20 |
197 |
194 |
200 |
204 |
190 |
191 |
192 |
193 |
173 |
175 |
177 |
|
30 |
208 |
204 |
211 |
215 |
200 |
201 |
202 |
203 |
183 |
185 |
187 |
|
50 |
221 |
218 |
224 |
229 |
214 |
215 |
216 |
217 |
201 |
203 |
205 |
|
70 |
226 |
223 |
230 |
234 |
219 |
220 |
221 |
222 |
217 |
219 |
221 |
|
100 |
228 |
225 |
232 |
236 |
221 |
222 |
223 |
223 |
230 |
232 |
234 |
|
190 |
235 |
232 |
238 |
240 |
228 |
228 |
229 |
228 |
233 |
235 |
237 |
|
240 |
237 |
234 |
241 |
242 |
230 |
229 |
230 |
229 |
235 |
239 |
238 |
|
300 |
239 |
236 |
243 |
243 |
232 |
230 |
231 |
230 |
236 |
240 |
239 |
|
400 |
242 |
238 |
244 |
244 |
236 |
231 |
232 |
231 |
236,5 |
240,5 |
239,5 |
|
500 |
244 |
239 |
245 |
245 |
238 |
232 |
233 |
231,6 |
236,8 |
240,8 |
239,7 |
|
600 |
245 |
240 |
246 |
246 |
239 |
232,5 |
233,6 |
231,9 |
237,0 |
241,0 |
239,9 |
|
800 |
245,5 |
241 |
247 |
246,5 |
239,5 |
233 |
234 |
232 |
237,2 |
241,2 |
240,0 |
|
1000 |
246 |
242 |
247,6 |
247 |
240 |
233,6 |
234,4 |
232,4 |
237,4 |
241,5 |
240,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|