ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение удельной поверхности адсорбентов методом газовой хроматографии из "Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии" Цель работы определение удельной поверхности адсорбента по удерживаемому объему определение удельной поверхности адсорбента методом тепловой десорбции (БЭТ). [c.46] Газовая хроматография используется для решения таких физикохимических задач, как определение коэффициентов распределения л активности, термодинамических функций распределения и адсорбции. Этот метод применяется также для определения удельной поверхности адсорбентов, катализаторов, наполнителей. [c.46] Наибольшее распространение для оценки Худ получили следующие хроматографические методы метод, основанный на установлении изотермы адсорбции по параметрам хроматографического пика фронтальный метод, по которому величина адсорбции рассчитывается по площади, заключенной между концентрационными фронтами адсорбата и несорбирующегося газа метод тепловой десорбции, в котором количество сорбирующегося вещества находится по количеству адсорбата, поступившему при нагревании из адсорбента в поток газа-носителя. [c.46] На рис. И приведена принципиальная схема газового хроматографа. Газ-носитель из баллона 1 под давлением поступает в дозатор 2 (до-затор-испаритель служит для ввода пробы в поток газа-носителя) и последовательно проходит хроматографическую колонку 3 и детектор 4. Сигнал детектора усиливается (блок 6) и подается на потенциометр 7. Для испарения жидкой или, что реже, твердой пробы, в дозаторе поддерживается необходимая температура. [c.46] Хроматографическая колонка представляет собой металлическую или стеклянную трубку, заполненную насадкой (адсорбентом). Д,етек-тор предназначен для определения содержания компонентов в потоке газа-носителя. Работа детекторов основана на измерении одного из физических параметров компонента (теплопроводность, потенциал ионизации, плотность и др.). [c.46] прошедшее от момента ввода пробы до появления максимума пика, называется временем удерживания компонента Тг. П )н постоянной скорости движения диаграммной ленты самописца время удерживания удобно выражать расстоянием I, пройденным пером самописца от точки О до А. Объем газа-носителя, прошедшего через хроматографическую колонку за время Хг, называется удерживаемым объемом Vr-Поскольку удерживаемый объем зависит не только от природы адсорбента и адсорбата, но и от свободного объема колонки, то вводят понятие приведенного удерживаемого объема V /. [c.47] Скорость газа-носителя обычно экспериментально определяют при комнатной температуре и атмосферном давлении, поэтому в приведенный объем вводят поправку, учитывающую условия работы хроматографической колонки. Рассчитанный таким образом удерживаемый объем называется исправленным удерживаемым объемом У а. [c.47] В практической работе используется еще ряд характеристик, таких, как относительный удерживаемый объем, коэффициенты разделения и селективности, и т. д. [c.47] Из уравнения (11.30) следует, что, вычислив Уту и Ут2 по уравнениям (11.25) и (П.27) для двух образцов адсорбента и зная удельную поверхность одного из них 5уд1, можно рассчитать удельную поверхность второго сорбента. [c.48] Рассмотренный сравнительный метод применим для адсорбентоЕ одной природы и требует знания удельной поверхности для одного из образцов. Этих недостатков лишен метод тепловой десорбции. Согласно этому методу по изменению состава газового потока (гелий с добавкой азота), проходящего через хроматографическую колонку с исследуемым адсорбентом, определяют количество азота, адсорбированного из газовой смеси при охлаждении адсорбента жидким азотом и десорбированного с него при последующем нагревании его до комнатной температуры. Изменяя концентрацию азота в газовой смеси, можно установить количество адсорбированного газа при различных концентрациях азота в исходной газовой смеси и, следовательно, построить изотерму адсорбции и вычислить по ней, используя линейную форму уравнения БЭТ, предельную емкость монослоя и соответствующую ей удельную поверхность адсорбента. [c.48] Адсорбент, например силикагель. [c.48] Адсорбат, например бензол или гептан. [c.48] Одну из колонок хроматографа (колонка 1) заполняют силикагелем (масса т ) с известной удельной поверхностью Худь а вторую — адсорбентом (масса пц), удельную поверхность которого необходимо определить. Условия хроматографического анализа длина колонки 1 м, внутренний диаметр 3 мм температура термостата колонок 160 или 180 С для бензола или гептана соответственно газ-носитель — азот, его расход 30 мл/мип скорость движения диаграммной ленты КСП — 12 мм/мин. [c.49] Рассчитывают значения Тл как отношения расстояний /, пройденных пером самописца от момента ввода пробы (точка О на рис. 12) до середины пиков (точка А), к скорости движения диаграммной ленты самописца. Затем по уравнениям (11.24) — (11.27) рассчитывают величины т , У и По уравнению (П. 30) вычисляют удельную поверхность адсорбента в колонке 2. Для расчета используют средние значения Ут,1 и Ут,2, найденные по результатам нескольких измерений. Полученные данные записывают в таблицу (см. табл. П.З). [c.49] Блок-схема хроматографической установки, используемой для определения удельной поверхности адсорбентов методом тепловой десорбции, представлена на рнс 13. Потоки гелия и азота нз баллонов 1 и 2 подаются в определенном соотношении в смеситель 3, и которого газовая смесь поступает в сравнительную камеру детектора 6 и далее в колонку 8 с исследуемым адсорбентом, в которой прн охлаждении происходит адсорбция азота. Из колонки газоиая смес[1 поступает в измерительную камеру детектора 7. Детектор фиксирует изменение состава газовой смеси в результате адсорбции. Сигнал детектора Iосту-нает на самопишущий потенциометр 5. [c.50] Условия хроматографирования длина колонки — 0,1 м диаметр колонки— 3 мм скорость газового потока через колонку — 30 лк /мин начальное содержание азота в газовой смеси составляет 5% (об. . [c.50] Включают хроматограф и с помощью редукторов иа баллонах / и 2 устанавливают необходимую скорость подачи газовой смеси. При отсутствии охлаждения хромато1 рафической колонки через сравнительную и измерительную камеры детектора проходит газовая смесь одинакового состава, поэтому вначале перо самопишущего потенцисшетра записывает нулевую линию (рис. 14). [c.50] Операции адсорбции и десорбции при данном составе газовой смеси повторяют несколько раз (для оценки воспроизводимости результатов). [c.50] Вернуться к основной статье