ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Описание изотермического равновесия адсорбции растворенных веществ на основе представления о существовании реальной термодинамической адсорбционной фазы из "Адсорбция органических веществ из воды " Разумеется, что полное количество вещества, поглощенное адсорбентом а,, больше избыточной величины Г/, но чем ниже концентрация раствора, тем меньше разность величин а, — I ,-, и при адсорбции малорастворимых веществ эта разность оказывается соизмеримой с ошибкой экспериментального определения разности концентраций Со/ С, или меньше ее. [c.51] Рассмотрим в качестве примера адсорбцию фенола, растворимость которого в воде относительно высока. Большинство органических веществ, которые в технике приходится адсорбировать из водных растворов, имеют растворимость, значительно меньшую и, следовательно, при адсорбции этих веществ различие между полной и избыточной удельной адсорбцией будет соответственно меньше. Максимальная адсорбция фенола, при которой из мономолекулярного слоя на поверхности углеродного адсорбента вытесняется вся вода, так что поверхность покрыта только молекулами фенола, достигается при равновесной концентрации раствора, равной. растворимости 925 ммоль/кг воды при 25 °С. [c.51] Состав адсорбционной фазы вследствие избирательнрй адсорбции отдельных компонентов отличается от состава равновесного с ней раствора. Метод позволяет установить связь между концентрацией каждого из компонентов в адсорбционной фа . И(Их концентрациями в равновесном растворе, т. е. между полно , а не избыточной, адсорбцией и составом равновесной жид рй. фазы. Соответственно и термодинамические функции, характеризующие состояние системы, также не являются избыточными функциями. [c.53] Представление о том, что адсорбированное вещество можно рассматривать как особую равновесную фазу, обладающую ограниченным объемом, которая может быть охарактеризована энтропией, энергией Гиббса, энтальпией и другими термодинамическими функциями состояния, было использовано в работах Гуггенгейма [72], а 3агем плодотворно развито в работах Русанова [73, 74, с. 74—84]. [c.54] Первый член в правой части выражения (3.2а) характеризует изменение давления при заданном объеме системы. При адсорбции из растворов на твердых адсорбентах эта величина очень мала. Второй член связан с изменением поверхностного натяжения и площади поверхности. Третий член характеризует аналогичные эффекты на других поверхностях (кроме поверхности адсорбента), присутствующих в системе (обозначены индексом /), например на стенках сосуда. Последние два члена этого выражения отражают изменение химических потенциалов адсорбента (фазы а) и адсорбата (фазы ( ). [c.54] Поскольку в адсорбции на поверхности твердогд адсорбента участвует лишь поверхностный слой атомов адсорбенТа. т е. часть его массы чрезвычайно малая, можно полагать, что Химический потенциал такого непЬристого или широкопористого адсорбента почти не отличается от химического потенциала его до адсорбции. [c.55] В этом уравнении изотермы адсорбции компонентов из бинарного раствора величина /С, по существу является термодинамической константой изобарно-изотермического равновесия (далее для краткости будем называть ее константой адсорбционного равновесия). [c.56] При значениях Х2С(/С—1) уравнение (3.15) превращается в линейное = При Х2 = 1 У2 = Х2= , т. е. адсорбционная фаза, равновесная с чистым жидким компонентом 2, также состоит из чистого компонента 2. [c.57] Это уравнение показывает, насколько изменяется поверхностное натяжение жидкости на границе с поверхностью адсорбента в результате вытеснения с этой поверхности a Sa молей компонента 1 адсорбирующимися из раствора аг а молями компонента 2. [c.57] В стандартном состоянии дифференциальная молярная работа адсорбции является мерой адсорбционного взаимодействия, т. е, представляет собой разность энергий взаимодействия с адсорбентом одного моля компонента 1 (растворителя) и одного моля компонента 2 (растворенного вещества). [c.58] В особенности использование уравнения Гиббса- Дюгема необходимо при исследовании адсорбции, сопровождающейся набуханием или сжатием адсорбента, где изменение химического потенциала адсорбента сопоставимо по величине с изменением химического потенциала адсорбируемого вещества. [c.59] Вернуться к основной статье