ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет изотермы адсорбции молекулярно-растворенных органических веществ на активных углях без экспериментальных измерений из "Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении" Одна из основных задач прн определении технологического режима адсорбционной установки — это расчет условий адсорбционного равновесия, т. е. расчет изотермы адсорбции. Зависимость количества адсорбированного вещества от равновесной концентрации в растворе необходимо знать при расчете кинетики и динамики адсорбции, а также при расчете удельного расхода адсорбента при любом способе технологического оформления адсорбционного процесса. [c.93] Остановимся подробнее на приведенных положениях. [c.93] Аддитивность величин стандартного уменьшения свободной энергии адсорбции. Для количественной термодинамической характеристики адсорбируемостц применяют величину стандартного уменьшения свободной энергии адсорбции —AF°. Поскольку дисперсионные силы, обусловливающие физическую адсорбцию, аддитивны, А. В. Киселев и сотрудники свели расчет уменьшения свободной энергии адсорбции молекул к вычислению инкрементов стандартного уменьшения свободной энергии адсорбции, обусловленных отдельными структурными элементами молекул адсорбата [33]. [c.94] При изучении адсорбции из растворов также можно было ожидать аддитивности энергий адсорбции, так как энергия сольватации (гидратации) аддитивно складывается из энергий сольватации отдельных элементов структуры молекулы. [c.94] Теоретическое вычисление уменьшения свободной энергии при адсорбции из растворов до сих пор практически невозможно, особенно для случая адсорбции веществ, растворенных в воде. Поэтому при адсорбции растворенных веществ термодинамические величины, характеризующие адсорбционное равновесие, определяют экспериментально. Экспериментальное определение величины —Af° описано нами подробно в [35, 36]. [c.94] Эти же величины можно найти как произведение ван-дер-ваальсовской площади проекции адсорбированной молекулы на ван-дер-ваальсовский размер ее, нормальный к плотности проекции (О, т. е. на так называемую толщину молекулы [45]. [c.96] При вычислении константы адсорбционного равновесия в качестве стандартного выбрано состояние бесконечного разбавления в растворе в адсорбционной фазе, когда заполнение адсорбционной фазы стремится к нулю. [c.96] Прн исследовании адсорбции из растворов условием стандартного состояния является отсутствие взаимодействия между молекулами растворенного вещества, а также с молекулами воды, которое нарущило бы ее структуру. Этому стандартному состоянию соответствует бесконечное разбавление органического компонента водой в равновесном растворе и адсорбционной фазе. [c.97] Предельное значение коэффициента активности, таким образом, можно рассчитывать по константе адсорбционного равновесия и растворимости в тех случаях, когда диполь — дипольное отталкивание молекул в адсорбционной фазе отсутствует или незначительно (при малых ди-польных моментах молекул). [c.98] СЯ соотношением /пред=/СС 51/ н20-Ю- , для разных значений констант адсорбционного равновесия К можно рассчитать те концентрации, при которых предельный коэффициент активности равен 1. Рассчитанные концентрации, соответствуюш,ие коэффициентам активности = 1 при разных значениях —АР , приведены в табл. 1У-4. [c.99] Удельную адсорбцию (а, ммоль/г) рассчитывали из соотношения (1У-13). [c.99] Отклонение рассчитанных значений адсорбции стирола от экспериментальных находится в пределах 1—2%. Результаты расчетов изотерм адсорбции стирола, анилина, фенола и п-нитрофенола приведены на рнс. IV-18. Отклонения рассчитанных величин адсорбции от экспериментально измеренных не превышают 2— 5%. В качестве примера приводим ход расчета изотерм адсорбции п-нитрофенола из водного раствора на угле КАД (табл. 1У-6). [c.100] Аналогичные расчеты могут быть проведены и для поверхностно-активных веществ в области равновесных концентраций, не превышающих первую критическую концентрацию мицеллообразования. При этом коэффициент активности учитывает не только притяжение адсорбированных молекул между собой, но и взаимодействие образующихся двумерных ассоциатов [47— 52 . В этом случае в формулы (1У-7), (1У-8) и (1У-10) вместо величины растворимости Сз подставляют критическую концентрацию мицеллообразования. [c.100] Вернуться к основной статье